Лечение клеткамиСначала уточним, о каких стволовых клетках идет речь и какие из них можно найти во взрослом организме. Стволовые клетки взрослого организма (по-английски adult stem cells) — это особые клетки, которые содержатся в различных тканях и обеспечивают постоянное их обновление в продолжение всей жизни. Например, кроветворные ткани, такие, как красный костный мозг, содержат гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), из которых получаются новые эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и другие компоненты крови. Подобным же образом, с помощью такого же типа тканевых региональных (или резидентных) стволовых клеток, в течение всей жизни человека обновляются эпителий кишечника (его зрелые функциональные клетки живут всего несколько дней), кожный эпителий и другие виды эпителиев. Для всех стволовых клеток взрослого организма характер- но несимметричное деление, при котором одна из двух образовавшихся клеток остается стволовой, а другая начинает «дифференцировочную карьеру» — делится еще несколько раз, постепенно превращаясь в клетку определенного вида.

Надо отметить, что во взрослом организме стволовых клеток такого типа немного, всего 0,1—1% или даже менее от всех клеток обновляющейся системы. Но они обладают уникальным свойством — мультипотентностью, то есть дают начало нескольким типам клеток данной ткани. Правда, есть и одно исключение: стволовые клетки сперматогенного эпителия, содержащиеся в семенниках, производят только один тип клеток, которые превращаются в зрелые сперматозоиды.

Стволовые клетки взрослого организма участвуют не только в обычной физиологической регенерации, но и в «аварийной» — исправляют повреждения. Так, после сильного облучения, которое разрушает кроветворную систему и резко уменьшает в ней число жизнеспособных клеток (в том числе и гемопоэтических стволовых), выжившие стволовые клетки временно перестают делиться несимметрично и сначала просто увеличивают размеры своего «пула» («симметричное» деление). Затем они возвращаются к несимметричному делению.

Гемопоэтические клетки начали пересаживать человеку примерно 40 лет назад. Это бывает необходимо после радиационной аварии или при лечении лейкозов (рак крови) — когда противораковые препараты убивают не только злокачественные клетки, но и гемопоэтические. При этом проявляется еще одно полезное свойство ГСК — они могут циркулировать в крови и заселять особенно сильно поврежденные участки кроветворной ткани (у человека или животных во многих костях есть костный мозг, который может быть поражен в разной степени; кроме того, ГСК есть в селезенке и в некоторых других тканях). Гемопоэтические клетки «мигрируют» таким же образом и в здоровом организме, но в переселении участвует лишь малая их доля — менее 1%.

Перемещаться в поврежденном организме способны и стволовые клетки других типов. Доказано, что при сильном облучении кишечника выжившие стволовые клетки переползают из одной крипты (углубления кишечного эпителия) в соседнюю, где клетки были убиты, и заполняют ее. В заживлении кожных ран также принимают участие стволовые клетки эпителия кожи, которые мигрируют в зону повреждения. В последние годы стало ясно, что в «аварийном» восстановлении всех тканей и органов активно участвуют два типа стволовых клеток: резидентные (или региональные) и мезенхимальные (МСК). Резидентные — потомки так называемых плюрипотентных эмбриональных клеток.

Эмбриональные – это клетки-универсалы, поскольку они могут образовывать любые типы стволовых клеток и при развитии эмбриона из них формируются все органы и ткани будущего организма. После того как органы и ткани у эмбриона сформировались, в них остается не так много резидентных стволовых клеток, но и после рождения ребенка они присутствуют практически во всех тканях и органах. Резидентные стволовые клетки участвуют как в медленной физиологической регенерации, так и в «аварийном» восстановлении при болезнях и травмах.

Сегодня эмбриональные стволовые клетки умеют уже выращивать даже из нестволовых клеток взрослого организма в клеточных культурах in vitro, вводя в них так называемые гены «стволовости», а также получать их культуральные аналоги (их называют индуцированными плюрипотентными клетками, iPC). Однако эмбриональные клетки и их аналоги пока не научились использовать в лечебных целях, поскольку экспериментально доказано, что в некоторых ситуациях они могут запустить процесс образования опухоли, а надежно управлять этим современная наука пока не умеет.

Во взрослом организме есть еще один тип стволовых клеток — мезенхимальные. Они-то и интересуют больше всего наших и зарубежных ученых как «золотой стандарт» для клеточной терапии. Подобно гемопоэтическим, они содержатся главным образом в костном мозге, но присутствуют также в жировой ткани, пульпе зуба, оболочке глаза и других тканях. Мезенхимальные стволовые клетки открыл в 1968 году наш выдающийся ученый Александр Яковлевич Фриденштейн. Небольшое количество мезенхимальных стволовых клеток (как и гемопоэтических) циркулирует в крови взрослого организма. Известно, что их становится больше, когда повреждаются органы и ткани, и что циркулирующие клетки задерживаются именно в местах «поломок». Сигналом к прикреплению для них служит избыточное количество провоспалительных цитокинов. Там, где их много, скапливается больше МСК, чем на неповрежденных участках, и они, «прилипнув» к стенке сосудов, затем попадают в поврежденную ткань и запускают «аварийную» регенерацию.

В своих работах А.Я.Фриденштейн (это потом подтвердили и его последователи в разных странах) установил, что мезенхимальные стволовые клетки обеспечивают в костном мозге своеобразное «микроокружение» для ГСК и их клеточного потомства. Кроме того, мезенхимальные стволовые клетки могут in vivo и in vitro давать начало самым различным клеточным линиям, из которых потом могут формироваться ткани костей и хрящей, жировая ткань, мышцы (в том числе мышца сердца), нервные клетки и клетки нервной стромы и т. д. Такое свойство стволовых клеток взрослого организма называется «феноменом пластичности», и с этой точки зрения мезенхимальные клетки — самые «пластичные». Этим МСК напоминают эмбриональные стволовые клетки, но при использовании первых нет серьезной опасности канцерогенного перерождения.

У МСК есть еще одно уникальное свойство: культуры этих клеток, выращенные из донорского костного мозга или других источников, можно пересаживать без риска отторжения или развития тяжелых иммунологических конфликтов самым различным пациентам (поскольку у МСК отсутствует главный комплекс гистосовместимости II класса, а также они обладают иммуносупрессивными свойствами). Это отличает их от гемопоэтических стволовых клеток, которые, как уже говорилось, более 40 лет пересаживают больным с разными заболеваниями. Но для пересадки подходят только собственные гемопоэтические клетки пациента или те, которые минимально от них отличаются, а это резко ограничивает их клиническое применение и требует большого обновляемого банка доноров. Сейчас в некоторых зарубежных клиниках при пересадке донорских ГСК, подобранных по специальным параметрам, не только применяют иммуноподавляющие лекарства, чтобы ослабить реакцию их отторжения, но и трансплантируют для этой же цели вместе с ними МСК. Кроме того, оказалось, что и собственные, и размноженные в культуре мезенхимальные стволовые клетки, если их ввести пациенту внутривенно, могут ослаблять аутоиммунные процессы, лежащие в основе многих заболеваний — диабета, язвенного колита, ревматизма и других.

Важно отметить, что трансплантированные мезенхимальные стволовые клетки приживаются в организме в заметном количестве только в том случае, если есть сильные повреждения. Если же повреждения локальные, то МСК в основном «запускают» регенеративные процессы в поврежденных тка- нях и органах, а количество прижившихся клеток достаточно невелико — на уровне так называемого микрохимеризма.

Это доказано в опытах на животных – их облучали большими дозами, которые способны убивать стволовые клетки разного типа в самых различных тканях. После такого смертельного облучения животным трансплантировали гемопоэтические стволовые клетки (чтобы восстановить кроветворную ткань) совместно с МСК, меченными геном флюоресцирующего «зеленого белка». Такая метка сохранялась при клеточных делениях, поэтому ее можно было обнаружить в большинстве тканей. Это исследование и показало, что мезенхимальные стволовые клетки приживаются только при тотальном поражении, а в остальных случаях они только запускают механизм восстановительного процесса.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+