Стволовые клетки – недифференцированные (незрелые) клетки, имеющиеся у многих видов многоклеточных организмов. Стволовые клетки способны самообновляться, образуя новые стволовые клетки, делиться посредством митоза и дифференцироваться в специализированные клетки, то есть превращаться в клетки различных органов и тканей.

Развитие многоклеточных организмов начинается с одной стволовой клетки, которую принято называть зиготой. В результате многочисленных циклов деления и процесса дифференцировки образуются все виды клеток, характерные для данного биологического вида. В человеческом организме таких видов клеток более 220. Стволовые клетки сохраняются и функционируют и во взрослом организме, благодаря им может осуществляться обновление и восстановление тканей и органов. Тем не менее, в процессе старения организма их количество уменьшается.

В современной медицине стволовые клетки человека трансплантируют, то есть пересаживают в лечебных целях. Например, трансплантация гемопоэтических стволовых клеток производится для восстановления процесса гемопоэза (кроветворения) при лечении лейкозов и лимфом.

Самообновление

Существуют два механизма, поддерживающих популяцию стволовых клеток в организме:

1. Асимметричное деление, при котором продуцируется одна и та же пара клеток (одна стволовая клетка и одна дифференцированная клетка).

2. Стохастическое деление: одна стволовая клетка делится на две более специализированных.

Откуда берутся стволовые клетки

СК можно получить из различных источников. Некоторые из них имеют строго научное применение, другие используются в клинической практике уже сегодня. По своему происхождению их разделяют на эмбриональные, фетальные, клетки пуповинной крови и клетки взрослого человека.

Эмбриональные стволовые клетки

Первым типом стволовых клеток следует называть клетки, что образуются при первых нескольких делениях оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) – из каждой может развиться самостоятельный организм (так, например, получаются однояйцевые близнецы).

Через несколько дней эмбрионального развития, на стадии бластоцисты, из ее внутренней клеточной массы можно выделить эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). Они способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток взрослого организма, они способны неограниченно делиться при определенных условиях, формируя так называемые «бессмертные линии». Но у этого источника СК есть недостатки. Во-первых, во взрослом организме эти клетки способны спонтанно перерождаться в раковые. Во-вторых, в мире пока не выделена безопасная линия истинно эмбриональных стволовых клеток, годных для клинического применения. Клетки, полученные таким путем (в большинстве случаев с применением при культивировании клеток животных) используются мировой наукой для исследований и экспериментов. Клиническое применение таких клеток сегодня невозможно.

Фетальные стволовые клетки

Очень часто в русских статьях эмбриональными СК называют клетки, полученные из абортированных плодов (фетусов). Это неверно! В научной литературе клетки, полученные из тканей плода, называют фетальными.

Фетальные СК получают из абортивного материала на 6-12 неделе беременности. Они не обладают вышеописанными свойствами ЭСК, полученных из бластоцисты, – то есть способностью к неограниченному размножению и дифференцировке в любой вид специализированных клеток. Фетальные клетки уже начали дифференцировку, и, следовательно, каждая из них, во-первых, может пройти только ограниченное число делений и, во-вторых, дать начало не любым, а достаточно определенным видам специализированных клеток. Этот факт делает их клиническое применение более безопасным. Так, из клеток фетальной печени могут развиться специализированные клетки печени и кроветворные клетки. Из фетальной нервной ткани, соответственно, развиваются более специализированные нервные клетки и т.д.

Клеточная терапия как вид лечения стволовыми клетками берет свое начало именно от применения фетальных СК. В последние 50 лет в разных странах мира были проведены серии клинических работ с их применением.

В России, помимо этических и юридических трений, использование непроверенного абортивного материала чревато осложнениями, такими, как заражение пациента вирусом герпеса, вирусными гепатитами и даже СПИДом. Процесс выделения и получения ФСК сложный, для этого требуется современное оборудование и специальные знания.

Однако при профессиональном контроле хорошо подготовленные фетальные стволовые клетки имеют огромный потенциал в клинической медицине. Работы с фетальными СК в России сегодня ограничиваются научными исследованиями. Их клиническое применение не имеет юридической базы. Более широко и официально такие клетки применяются сегодня в Китае и некоторых других странах Азии.

Клетки пуповинной крови

Источником стволовых клеток является также плацентарно-пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Эта кровь очень богата стволовыми клетками. Взяв эту кровь и поместив в криобанк на хранение, в дальнейшем можно использовать ее для восстановления многих органов и тканей пациента, а также для лечения различных заболеваний, в первую очередь гематологических и онкологических.

Однако количество СК в пуповинной крови при рождении недостаточно велико, и эффективное их применение, как правило, возможно, только однократно для самого ребёнка в возрасте до 12-14 лет. По мере взросления, объема заготовленных СК становится недостаточно для полноценного клинического эффекта.

О клеточной терапии

Клеточная терапия – это новое официальное направление в медицине, основанное на применении регенеративного потенциала стволовых клеток взрослого организма для лечения ряда тяжелых заболеваний, реабилитации пациентов после травм, борьбы с преждевременными признаками старения. Стволовые клетки также считаются перспективным биоматериалом для создания биологических протезов клапанов сердца, сосудов и трахеи, применяются в качестве уникального бионаполнителя для восстановления дефектов костей и других целей пластической и реконструктивной хирургии.

Механизм восстановительного действия стволовых клеток ученые объясняют, как их способностью трансформироваться в клетки крови, печени, миокарда, костной, хрящевой или нервной ткани и таким образом восстанавливать поврежденные органы, так и посредством продукции разнообразных факторов роста восстанавливать функциональную активность других клеток (по так называемому паракринному типу).

Для клинических целей стволовые клетки чаще всего получают из костного мозга и пуповинной крови, также после предварительной стимуляции кроветворения необходимое для лечения количество стволовых клеток можно выделить из периферической крови взрослого человека. В последние годы в мире появляется все больше сообщений о клиническом применении стволовых клеток, выделенных из плаценты, жировой ткани, ткани пупочного канатика, амниотической жидкости и даже пульпы молочных зубов.

В зависимости от заболевания, возраста и состояния пациента, предпочтительным может быть тот или иной источник стволовых клеток. Вот уже более 50 лет для лечения лейкозов и лимфом применяются гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки, а этот метод лечения общеизвестный как трансплантация костного мозга, хотя на сегодняшний день все чаще в гематологических клиниках мира гемопоэтические стволовые клетки получают из пуповинной и периферической крови. В то же время для лечения травм головного и спинного мозга, стимуляции заживления переломов и хронических ран целесообразнее использовать мезенхимальные стволовые клетки, которые являются предшественниками соединительной ткани.

Мезенхимальными стволовыми клетками богата жировая ткань, плацента, пуповинная кровь, амниотическая жидкость. Учитывая иммуносупрессивное действие мезенхимальных стволовых клеток, их также применяют для лечения ряда аутоиммунных заболеваний (рассеянный склероз, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона и др.), как и посттрансплантационных осложнений (для предотвращения отторжения пересаженного донорского органа). Для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе ишемии нижних конечностей, наиболее перспективной считается пуповинная кровь, в которой содержится особый вид так называемых эндотелиальных прогениторных стволовых клеток, которых нет больше ни в одной ткани человеческого организма.

Какие болезни можно вылечить с помощью стволовых клеток?

Метод лечения стволовыми клетками успешно используется при лечении лейкемии, лимфомы и других тяжелых наследственных заболеваний, где традиционные методы терапии неэффективны.

Трансплантацию пуповинной крови успешно применяют во время большинства видов лейкемии, в том числе лимфомы, ходжкинской и неходжкинской, также при заболеваниях плазменных клеток, врожденных анемиях, тяжелых комбинированных иммунодефицитах, врожденной нейтропении, остеопорозе и многих других тяжелых заболеваниях.

В ближайшем будущем стволовые клетки будут применены для лечения инсульта, инфаркта миокарда, болезней Альцгеймера, Паркинсона, сахарного диабета, мышечных заболеваний, печеночной недостаточности. Стволовые клетки могут дать положительный эффект и во время нарушения слуха.

В этом году станут известны результаты исследования ученых, которые применили стволовые клетки при лечении детей, рожденных с синдромом аутизма.

«Есть примеры, когда новорожденный спас свою мать. Женщине из Канады поставили диагноз лейкемия во время беременности, ей не смогли найти донора, и врачи смогли спасти мать пуповинной кровью 31-недельного ребенка. Она жива спустя 15 лет и чувствует себя отлично», – поделился он.

Сегодня ученые работают и над размножением стволовых клеток в инкубаторах, чтобы их применение стало многоразовым.

Мифы и правда, о лечении стволовыми клетками

Миф №1. Использование клеточных технологий чревато риском инфицирования опасными инфекционными заболеваниями

В законодательстве четко регламентированы правила производства биомедицинских клеточных продуктов. По сути, они очень сходны с правилами, принятыми для фармпроизводств и основаны на стандартных требованиях GMP. То есть это очень тщательный входной контроль клеточного материала – все образцы клеток тестируются на ВИЧ-1, ВИЧ-2, гепатиты В и С. Следующий этап – контроль производства, которое должно быть абсолютно чистым. Затем – контроль на выпуске партии клеточного продукта, в процессе которого добавляются исследования на такие инфекции, как микоплазма, цитомегаловирус, токсоплазма, все инфекции, передающиеся половым путем. Таким образом, все риски инфицирования сводятся к нулю.

Миф №2. Для культивирования клеток используются продукты животного происхождения, значит, они могут вызывать аллергию. Реакцию могут вызывать и стволовые клетки другого человека (аллогенные)

Действительно, стандартная технология клеточного культивирования (размножения) подразумевает использование продуктов животного происхождения (обычно их получают из органов крупного рогатого скота). Эти продукты могут спровоцировать аллергическую реакцию. Поэтому сейчас их применяют только в лабораторных условиях, а для культивирования клеток для лечения, используются реагенты, производящиеся без животных компонентов.

Что касается аллергии на собственно клетки, то при лечении своими стволовыми клетками (аутологичными), по понятным причинам, аллергической реакции быть не может. А чтобы не возникло реакции на чужеродные — аллогенные клетки, стараются удлинить интервалы между их введением до 3-4 недель. При аллергических проявлениях курс лечения прерывают, но на самом деле при правильном введении препарата серьезные аллергические осложнения крайне редки.
Наш опыт говорит о том, что при правильно подобранной схеме лечения, нет никаких аллергических реакций на клеточные компоненты. Для подстраховки, прежде чем приступать к терапии, можно выполнить стандартные пробы – введение препарата в малых дозах, чтобы проверить реакцию организма.

Миф №3. Стволовые клетки могут превращаться в опухолевые и провоцировать развитие онкологических заболеваний

В мире проведено уже более 500 клинических испытаний, первая фаза которых выполняется для проверки безопасности, и до сих пор ни в одном не было получено каких-либо данных об онкологической опасности, не было зарегистрировано ни одного образования опухоли. Хотя теоретически риск возможен. Поэтому все полученные клетки, как для аутотрансплантации, так и для аллогенной трансплантации, обязательно тестируются на туморо- и онкогенность.

Туморогенность предполагает, что клетки самостоятельно трансформируются в опухолевые, а онкогенность предполагает, что клетки, которые мы ввели, действуют на клетки реципиента так, что они перерождаются. Поэтому они обязательно проверяются теми же методами, что и при производстве фармпрепаратов, – некоторая часть препарата вводится специальным животным (бестимусным мышам – то есть не имеющим своего иммунитета) и если какая-то опухолевая клетка к ним попадает, опухоль проявляется. Это стандартный метод тестирования и на сегодня самый надежный. Закон о биомедицинских продуктах предполагает, что для любого клеточного препарата оно должно быть проведено.

Когда речь идет об аллогенной трансплантации, то риск развития опухоли даже теоретически маловероятен: клетки, пересаженные от одного человека к другому, хоть и не отторгаются, но и долго не живут, они погибают приблизительно через месяц. И это нивелирует риски. А сращение костной ткани, образование хрящевой ткани, противовоспалительный, ранозаживляющий и иммуномодулирующий эффекты они оказывают за счет того, что стимулируют собственные клетки пациента.

Миф №4. Использование клеточных технологий может быть только индивидуальным, а стоимость такого лечения не позволит сделать эту методику массовой, значит, у нее нет будущего

Производством клеточных препаратов для аутотрансплантации конкретному человеку продолжат заниматься клиники, подобные «Покровскому банку», это, действительно, никогда не будет задачей коммерческих производств. Для большого бизнеса рентабельно производство только аллогенных препаратов. Это удобно – производишь продукт и сертифицируешь всю партию. Поэтому производители пытаются решить проблему получения большого количества стволовых клеток из так называемых утилизируемых тканей. То есть, их получение не должно сопровождаться болезненными ощущениями и при этом приемлемо с этической точки зрения – речь идет, например, о пупочных канатиках, плаценте. За рубежом такие предприятия уже существуют.

Миф №5. Клеточные технологии остаются областью экспериментальной медицины так долго из-за того, что не получены доказательства их эффективности

Это не так. Многие клеточные технологии уже вошли в клиническую практику, и их эффективность доказана, как в теории, так и на практике. Больше всего проведено клинических испытаний и накоплено данных по применению стволовых клеток в травматологии и ортопедии. В зависимости от поражения, оно приводит к полному или частичному восстановлению хрящевой и костной ткани. Врачи хорошо видят этот эффект. Сейчас в Канаде завершается третья фаза клинических испытаний по применению стволовых клеток другим способом – они вводятся в область коленного сустава и в результате восстанавливается хрящевая ткань. Частично это происходит за счет того, что клетки заселяют поверхность сустава, частично – за счет того, что они стимулируют собственные клетки пациента, благодаря чему восстановленная хрящевая ткань состоит не из трансплантированных чужеродных, а из собственных клеток пациента. Аналогичные исследования проводились и в Покровском банке. Мы получили очень сходные результаты.

Эффективность клеточных технологий на самом деле имеет большую доказательную базу. Но результаты их клинического применения очень зависят от врача и от биолога, которые проводят лечение – использованию этого метода терапии, как и любого другого, нужно учиться. Надо подготовить правильно клетки, очень тщательно рассчитать их количество, своевременно разморозить и организовать транспортировку так, чтобы успеть использовать в течение 8 часов…
В Педиатрическом университете уже разработан, а в СЗГМУ им. Мечникова готовится курс обучения по применению стволовых клеток. Читать его будут наши специалисты, надеемся, что результатом для практикующих врачей станет полное понимание когда, при каких заболеваниях и как следует использовать клеточную терапию.

Миф №6. Клеточная терапия – терапия отчаяния, но с ее помощью можно вылечить все

Так сложилось, что одни врачи не доверяют методам лечения стволовыми клетками, другие, наоборот, уверены в их всемогуществе. Но нужно понимать, что регенеративная терапия работает только как элемент комплексного лечения – традиционными методами и методами самой регенеративной терапии. Мы всегда объясняем это своим пациентам.

Кроме того, регенеративная терапия не всегда способна полностью вылечить человека, но то, что она может почти всегда – это уменьшить проявление симптомов или замедлить скорость развития заболевания. Для многих пациентов это очень важно. Например, для пациентов с сахарным диабетом 1-го типа. После курса лечения наступает ремиссия на 0,5 года – год, в течение этого времени некоторые пациенты могут даже отказаться от инсулина, замедляется прогресс заболевания, улучшаются биохимические показатели крови. Но болезнь не исчезает насовсем. Если в случае с переломом костей эффект виден сразу (человеку сняли гипс не через 2 месяца, а через 3 недели), то тут настолько явного результата нет, но пациенту становится легче.
Клеточные технологии, как любой медицинский метод, имеет свои ограничения. Кроме того, аргументом «за» его применение или «против» становятся многие факторы – возраст, сопутствующие патологии, природа заболевания и т.д. А иллюзии часто наносят такой же вред, как и отчаяние.

Сколько стоит лечение стволовыми клетками?

На данный момент стоимость лечения стволовыми клетками в России колеблется в пределах 250 – 300 тысяч рублей.

Такая высокая цена оправдана, ведь выращивание стволовых клеток – процесс высокотехнологичный, и соответственно, очень дорогой. Клиники, предлагающие стволовые клетки по меньшей цене, не имеют к клеточной биологии никакого отношения, они вводят своим клиентам совершенно неизвестные препараты.

Большинство медицинских центров за эти деньги вводят 100 миллионов клеток на курс, но есть и такие, которые за эту стоимость вводят 100 млн. стволовых клеток на одну процедуру. Количество стволовых клеток на процедуру, а также количество процедур обговаривается с врачом, так как чем человек старше, тем больше ему требуется стволовых клеток. Если молодой цветущей девушке для поддержания тонуса достаточно примерно 20-30 миллионов клеток, то недомогающей даме пенсионного возраста может не хватить и 200 миллионов.

Как правило, в эту сумму не входит стоимость процедуры по получению стволовых клеток, например, забор жира. Клиники и институты, практикующие лечение аллогенными (то есть чужими) стволовыми клетками, утверждают, что лечение такими стволовыми клетками будет стоить процентов на 10 дешевле, чем собственными. Если стволовые клетки вводятся хирургическим путём, то есть проводится операция, придется заплатить отдельно за операцию.

Мезотерапия стволовыми клетками обойдется гораздо дешевле. Стоимость одной процедуры мезотерапии в московской клинике – от 18 000 до 30 000 рублей . Всего же на курс делается от 5 до 10 процедур мезотерапии.

О чем, собственно, идет речь, когда мы говорим о стволовых клетках? Это клетки-прародители всех клеток организма – именно они превращаются в мышечную, кроветворную, нейрональную, хрящевую (и другие) ткани, формируют целые органы. Кроме того, стволовые клетки можно назвать «умными» – ведь в организме они сами находят поврежденные клетки и восстанавливают их функциональную активность.

Чем же эти «супер-клетки» могут помочь людям и откуда их берут?

Стволовые клетки содержатся в костном мозге, пуповинной крови, плаценте, жировой ткани, крови, в последнее время их научились выделять даже из молочных зубов. Но стволовые клетки по своей структуре бывают разные – поэтому в зависимости от возраста пациента и его заболевания, выбирается предпочтительный определенный источник стволовых клеток.

Так, например, для лечения лимфом и лейкозов используются гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки, которые выделяются из пуповинной и периферической крови, а ранее это делали только используя костный мозг.

На данный момент наиболее богатым источником различного типа стволовых клеток (гомеопоэтических, мезенхимальных, эндотелиальных прогениторных) является пуповинная кровь, которую можно получить при родах. Именно поэтому в цивилизованных странах вводят официальное государственное банкирование пуповинной крови – это позволит намного проще искать доноров и быстрее проводить лечение.

На данный момент, в мире на ведутся работы по лечению более 100 сложнейших заболеваний стволовыми клетками. Среди тех, от которых уже успешно лечат: сахарный диабет 2-го типа, болезни иммунной системы, сердца, крови, печени, мозга, ожоги и травмы, онкологические заболевания, мышечные дистрофии, нарушения обмена веществ и синдром хронической усталости. Но это еще не всё – из стволовых клеток уже выращивают сосуды и органы (например, в Лондоне пациентке успешно пересадили выращенную из её собственных стволовых клеток трахею), сейчас ученые работают над моделированием крупных органов, ведь за этим будущее.

Украинский опыт

Национальный менталитет заставляет большинство украинцев считать, что заграницей всегда «трава зеленее» – и медицина, соответственно, лучше. Мол, там да – лечат от всего, а у нас о таком можно только мечтать. Но это ошибочное мнение. Стоит отметить, что именно русский ученый Александр Максимов впервые предоложил существование клеток – прародительниц всех клеток крови и назвал ее «стволовой». Исследования стволовых клеток успешно проводились и в Советском Союзе. Именно в Украине был создан уникальный и не имеющий аналогов в мире – Институт криогенной биологии и криомедицины. Стоит только вспомнить о бесченном опыте советских ученых и становится ясно – что при разумном продолжении этих традиций Украина способна на открытия в области новейших медицинских технологий.

Так, именно Украина стала первой страной среди бывших стран СНГ, в которой Минздрав официально утвердил методы лечения с применением клеточных препаратов, два из которых (изготовленные из пуповинной крови) были разработаны в киевском Институте клеточной терапии. На сегодня уже официально утверждены такие направления: лечения панкреонекроза, ишемии нижних конечностей и ожогов. Естественно, ученые не останавливаются на достигнутом – получены патенты на исследования и по другим направлениям, ведутся клинические испытания, а это значит, что их утверждение – только вопрос времени.

Почему пуповинная кровь?

На данный момент, как уже говорилось выше, для получения стволовых клеток используются разные источники. Но наиболее богатой стволовыми клетками считается пуповинная кровь. Если нет возможности выделить аутологичные (собственные) стволовые клетки, необходимые для лечения, к примеру, из крови или жировой ткани пациента – применяются донорские. Но они всегда требуют иммунологической совместимости – это значит, что найти подходящие не так просто.

Именно поэтому в США и других странах государство само проводит образовательно-пропагандистскую кампанию, направленную на то, чтобы родители сохраняли при родах пуповинную кровь. Ведь это гарантирует, что в будущем, дети, чью кровь родители сохранили, будут иметь свой собственный запас «целебных» клеток. Если учесть насколько быстро идет развитие современной медицины, можно сделать вывод, что к тому времени клеточной терапии будут подвластны уже любые человеческие недуги.

В Украине о государственном банкировании речь пока не идет. Но это не значит, что украинцы не могут воспользоваться услугой хранения пуповинной крови, если считают, что здоровье их детей (пуповинная кровь подходит в большинстве случаев всем родным братьям и сестрам) стоит небольших вложений. Безусловно, за подобными услугами стоит обращаться только в лицензированные криобанки. Первым в Украине разрешение на проведение сбора и хранения пуповинной крови получил Криобанк Института клеточной терапии.

«Сохраняя пуповинную кровь, мы не только даем возможность людям в будущем вернуть себе, по тем или иным причинам, утраченное здоровье, но и фактически собираем генофонд нации» – рассказал главный врач Института клеточной терапии, доктор медицинских наук Гладких Ю.В.- «Мы стоим на пороге глобальных изменений в медицине, мы становимся свидетелями того, как она переходит из натуропатической и фармакологической в разряд биотехнологий и нанотехнологий. Более того, они уже более 15 лет работают и непосредственно спасают людей. А дальнейшее их развитие позволит продлить и качественно улучшить жизнь всем людям – а значит, снять социальную нагрузку с каждого в нашем обществе».

Откуда берут стволовые клетки?

Лучшим источником стволовых клеток считается эмбриональная ткань. Однако ее применение небезопасно. К тому же стволовые клетки, полученные из эмбрионов и плодов, имеют множество недостатков. Еще одна проблема, -- этическая. Однако стволовые клетки можно выделить из других органов и тканей. Наиболее популярен у специалистов косный мозг и жир.

В каких органах и тканях находятся стволовые клетки?

Стволовые клетки обнаружены практически во всех органах и тканях организма: в коже, мышцах, жире, кишечнике, нервной ткани, костном мозге и даже сетчатке глаза. Находятся стволовые клетки и в эмбрионах.

Все стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические, т.е. клетки взрослого организма. Эмбриональные стволовые клетки применялись на практике при лечении многих заболеваний, но сейчас весь мир переходит на использование соматических стволовых клеток, то есть клеток взрослого организма.

Что такое эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки - стволовые клетки выделяемые из ранних эмбрионов (на этапе бластоцисты или из полового зачатка 5-ти недельных эмбрионов) или тератокарциномы (опухолевой линии) in vitro. Они обладают рядом уникальных свойств, отличающих их от других клеток организма.

Все специализированные клетки взрослого организма происходят из эмбриональных стволовых клеток. Стволовые клетки - это «неприкосновенный запас» информации эмбриогенеза, каждый этап развития не запрограммирован автоматически, а зависит от сигналов микроокружения. Все нормальные органы и ткани человека сохраняют «реликты» зародышевой ткани в виде вкраплений стволовых клеток.

Возможно ли донорство клеток?

Донорство иногда - это единственный путь помочь человеку, в ситуациях, когда, например, на выращивание своих клеток просто нет времени. Это может быть при инфаркте, инсульте, различных авариях.

Донорство является единственным выходом при лечении различных генетических дефектов, например, для лечения заболеваний с нарушениями остеогенеза, с повреждением определенных генов. При трансплантации донорских клеток, несущих неповрежденный ген, получены очень хорошие результаты.

Донорские стволовые клетки показаны очень пожилым и ослабленным людям. Но при этом донорские стволовые клетки должны быть очень хорошо тестированы.

Клеточная терапия - путь к восстановлению спинного мозга

Недавно в США были начаты ограниченные клинические испытания применения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) для лечения пациентов с повреждениями спинного мозга в грудном отделе. В ноябре 2009 г. в журнале Stem Cells были опубликованы результаты экспериментального исследования, в котором было показано, что трансплантация ЭСК приводит к восстановлению подвижности конечностей у крыс с повреждением шейного спинного мозга в шейном отделе. Возможно, это приведет к расширению клинических испытаний и включению в них пациентов с аналогичными повреждениями.

В январе 2009 г. Министерство Здравоохранения США (U.S. Food & Drug Administration, FDA) выдало разрешение на проведение клинических испытаний с применением ЭСК биотехнологической корпорации Geron . Было разрешено включить в испытание только пациентов с повреждениями спинного мозга ниже шейного отдела. Однако данные, полученные исследователем Гансом Кейрстадом (Hans Keirstead) и его коллегами должны убедить FDA расширить группу пациентов. Следует отметить, что около 52% всех повреждений спинного мозга приходятся на его шейный отдел, и 48% - на остальные отделы.

«Люди с повреждениями шейного отдела спинного мозга нередко полностью лишаются подвижности конечностей, у них нарушается функция кишечника, мочевого пузыря и половых органов. На сегодняшний день эффективных методов лечения таких пациентов не существует , - поясняет Кейрстед, - то, что нам удалось достичь с помощью клеточной терапии, феноменально. Если мы увидим, что хотя бы отчасти это работает на людях, это будет огромным шагом вперед» .

В эксперименте крысам с полностью утраченной двигательной функцией конечностей была проведена трансплантация ЭСК. У животным, которым трансплантация не проводилась, двигательные функции практически не восстанавливались, в то время как у животных из группы клеточной терапии моторика конечностей восстановилась на 97%.

Перед трансплантацией ЭСК с помощью специфических индукторов дифференцировали в олигодендроциты - клетки нервной системы, образующие так называемые миелионовые оболочки вокруг отростков нейронов. Миелиновые оболочки необходимы для нормальной передачи нервного импульса. Разрушение или повреждение миелиновых оболочек в результате травмы или болезни может привести к параличам.

Трансплантированные клетки не только восстанавливали миелин, но и предотвращали дальнейшую гибель ткани и активировали рост новых аксонов. Помимо этого, они повышали концентрацию противовоспалительных факторов в зоне повреждения, снижая выраженность воспаления.

Содержание

Недифференцированные стволовые клетки, которые активно используются в медицине, представляют собой основу для развития клеток мозга, крови или любого другого органа. В современной фармакологии и косметологии этот биологический материал является ценным лекарством. Специалисты научились самостоятельно выращивать его для разных нужд: например, брать материал пуповинной крови, который широко применяют для восстановления и укрепления иммунной системы.

Что такое стволовые клетки

Если объяснять понятным языком, то СТ (стволовые недифференцированные клетки) представляют собой «прародителей» обычных клеток, которых насчитывается сотни тысяч видов. Обычные клетки отвечают за наше здоровье, обеспечивают исправную работу жизненно необходимых систем, заставляют наше сердце биться и работать мозг, они ответственны за пищеварение, красоту кожи и волос.

Где находятся стволовые клетки

Невзирая на внушительную цифру в 50 миллиардов штук, такой ценный материал у взрослого человека имеется в очень малых количествах. В основной массе клетки содержатся в костном мозге (мезенхимальные клетки и стромальные клетки) и подкожном жире, остальные равномерно распределены по всему телу.

По-другому сформирован эмбрион. Миллиарды стволовых клеток образуются после деления зиготы, которая является результатом слияния мужской и женской гамет. Зигота хранит в себе не только генетическую информацию, но и план последовательного развития. Однако в процессе эмбриогенеза ее единственной функцией является деление. Других задач, помимо передачи генетической памяти следующему поколению, нет. Клетки деления зиготы и являются стволовыми, точнее, эмбриональными.

Свойства

Взрослые клетки находятся в состоянии покоя, пока какая-либо из регулирующих систем не подаст сигнал об опасности. СТ активируются и по кровотоку добираются до пораженного места, где, считывая информацию с «соседок», превращаются в костные, печеночные, мышечные, нервные и другие составляющие, стимулируя внутренние резервы организма к восстановлению тканей.

Количество чудо-материала с возрастом уменьшается, притом начало сокращения приходится на совсем юный возраст – 20 лет. К 70 годам клеток остается очень мало, этот мизерный остаток поддерживает функционирование систем жизнеобеспечения организма. Помимо этого, «постаревшие» СТ частично теряют свою универсальность, они уже не могут перевоплощаться в любой тип ткани. Например, исчезает возможность превращения в нервные и кровяные составляющие.

По причине недостачи гемопоэтических составляющих, отвечающих за кровообразование, человек на старости лет покрывается морщинами и иссыхает из-за того, что кожа уже не получает достаточного питания. Эмбриональный материал самый способный в деле перевоплощения, значит, самый ценный. Такие СТ могут переродиться в любой вид ткани в организме, быстро восстановить иммунитет, стимулировать орган к регенерации.

Разновидности

Может показаться, что разновидностей стволовых клеток только две: эмбриональные и клетки, находящиеся в организме родившегося человека. Но это не так. Их классифицируют по полипотентности (способности перевоплощаться в другие виды тканей):

• тотипотентные клетки;
• плюрипотентные;
• мультипотентные.

Благодаря последнему виду, как можно понять по названию, можно получить любые ткани в организме человека. Это не единственная классификация. Следующее различие будет заключаться в способе получения:

• эмбриональные;
• фетальные;
• постнатальные.

Эмбриональные СТ берутся у эмбрионов, которым несколько дней. Фетальные клетки – это биологический материал, собранный из тканей эмбрионов после абортов. Их потентность по сравнению с трехдневными эмбрионами несколько ниже. Постнатальный вид – это биоматериал рожденного человека, добываемый, например, из пуповинной крови.

Выращивание стволовых клеток

Изучая свойства эмбриональных стволовых клеток, ученые пришли к выводу, что это материал, идеальный для трансплантации, так как им можно заменить любые ткани в организме человека. Эмбриональные составляющие получают из неиспользованной ткани эмбрионов, которых изначально выращивают для­ искусственного оплодотворения. Однако использование эмбрионов вызывает этические возражения, в результате ученые открыли новый тип стволовых клеток – индуцированные плюрипотентные.

Индуцированные плюрипотентные клетки (iPS) сняли этические проблемы без потери уникальных свойств, которыми обладают эмбриональные. Материалом для их выращивания служат не эмбрионы, а зрелые дифференцированные клетки пациента, которые извлекают из организма, а после проведения работ в специальной питательной среде, возвращают обратно, но уже с обновленными качествами.

Применение

Применение СТ очень широко. Определить области, где они употребляются, тяжело. Большинство ученых заявляет, что за лечением донорским биоматериалом будущее, однако дополнительные исследования следует продолжать проводить. На данный момент такие работы в большинстве своем успешные, они положительно отразились на лечении многих заболеваний. Взять, например, помощь в лечении рака, первые этапы которой уже дали надежду на выздоровление многим больным.

В медицине

Медицина не случайно возлагает огромные надежды на микротехнологии. Уже 20 лет врачи со всего мира используют мезенхимальные клетки костного мозга для лечения серьезных заболеваний, в том числе и злокачественных опухолей. Донором такого материала с набором антиген может стать близкий родственник больного, у которого подходящая группа крови. Ученые проводят и другие исследования в области лечения таких заболеваний, как цирроз печени, гепатит, патологии почек, диабет, инфаркт миокарда, артроз суставов, аутоиммунные болезни.

Лечение стволовыми клетками различных заболеваний

Спектр использования в лечении поражает. Из СТ делают многие лекарства, но особым преимуществом пользуются трансплантации. Не все пересадки заканчиваются хорошо из-за индивидуального отторжения материала, но лечение в большинстве случаев успешно. Оно используется против таких недугов:

• острый лейкоз (острый лимфобластный, острый миелобластный, острый недифференцированный и другие виды острого лейкоза);
• хронические лейкозы (хронический миелоидный, хронический лимфоцитарный и другие типы хронического лейкоза);
• патологии пролиферации миелоидного ростка (острый миелофиброз, истинная полицитемия, идиопатический миелофиброз и другие);
• фагоцитарные дисфункции;
• наследственные нарушения метаболизма (болезнь Гарлера, болезнь Крабе, метахромная лейкодистрофия и другие);
• наследственные расстройства работы иммунной системы (дефицит адгезии лимфоцитов, болезнь Костманна и другие);
• лимфопролиферативные расстройства (лимфогранулематоз, неходжкинская лимфома);
• другие наследственные расстройства.

В косметологии

Методы использования стволовых клеток нашли свое применение в сфере красоты. Косметологические фирмы все больше выпускают средств с такой биологической составляющей, которая может быть, как животной, так и человеческой. В составе косметики ее маркируют как Stem Cells. Ей приписывают чудодейственные свойства: омолаживание, отбеливание, регенерация, восстановление упругости и эластичности. Некоторые салоны даже предлагают инъекции стволовых клеток, однако введение препарата под кожу будет дорогостоящим.

Выбирая то или иное средство, не ведитесь на «удочку» красивых высказываний. Данный биоматериал не имеет никакого отношения к антиоксидантам, да и провести омоложение на десяток лет за одну неделю не получится. Учтите, что такие крема и сыворотки не будут стоить копейки, ведь получение стволовых клеток - это процесс непростой и трудоемкий. Например, японские ученые пытаются заставить улиток выделять больше слизи с содержанием заветного материала в лабораториях. Вскоре эта слизь станет основой новой косметики.

Что такое стволовая клетка - получение, применение в лечении и трансплантация

Многие считают стволовые клетки панацеей от всех болезней и эликсиром вечной молодости, ведь ученые утверждают, что именно стволовые клетки дают начало развитию всех тканей и органов нашего тела. Кто из нас не мечтал бы зачерпнуть из баночки немного крема с волшебными клетками, которые помогут выглядеть моложе! Что же это за уникальные клетки и могут ли они оказывать на кожу омолаживающее воздействие?

История применения стволовых клеток

Термин «стволовая клетка» был введен в научный обиход русским ученым А. Максимовым в 1908г., пытавшимся объяснить механизм быстрого самообновления клеток крови. С тех пор изучение этого феномена не прекращалось, стволовые клетки были обнаружены мигрирующими в крови, а также в кожной и жировой тканях. В начале 1950-х гг. было доказано, что с помощью трансплантации костного мозга (основного источника стволовых клеток) можно лечить лейкоз. В 1998г. открытие эмбриональных стволовых клеток и изучение их свойств было признано одним из самых значительных событий в истории биологии.

Стволовые клетки есть в каждом живом организме. Их особенность состоит в том, что они способны в процессе развития изменяться и приобретать специализацию тех тканей и органов, в которые попадают с кровотоком.

Стволовые клетки отличаются от других клеток организма тем, что способны делиться неограниченно. Специальные химические стимуляторы могут заставить новые стволовые клетки переродиться в нейроны, клетки поджелудочной железы и печени, костную и мышечную ткань. Попадая в больной орган, стволовые клетки интенсивно размножаются и восстанавливают поврежденные ткани. Эта способность и стала основой для лечебного применения стволовых клеток.

Ценность стволовых клеток для здоровья

Мировыми исследованиями подтверждена эффективность лечения с помощью стволовых клеток некоторых заболеваний сердечно-сосудистой системы, обширных ран и ожогов тела, а также эффективность применения клеточных препаратов в косметологии для коррекции возрастных изменений кожи, для устранения угревой болезни, шрамов и рубцов. Наибольшие успехи достигнуты при лечении с использованием стволовых клеток злокачественных новообразований, системных иммунных нарушений и некоторых эндокринных заболеваний.

Суть лечения стволовыми клетками - это их инъекционная трансплантация. Стволовые клетки выращивают из клеток, взятых из организма пациента, затем вводят в проблемную зону для восстановления поврежденных тканей и органов.

Откуда берутся стволовые клетки?

Огромное количество стволовых клеток содержится в пуповине новорожденного ребенка. В организме взрослого человека основным источником выработки стволовых клеток является костный мозг. Кроме того, в минимальном количестве стволовые клетки имеются во всех органах и тканях взрослого организма.

Для медицинских, фармацевтических и косметических целей используют:

• эмбриональные стволовые клетки
• стволовые клетки пуповинной крови
• стволовые клетки взрослого человека или животного (например, фибробласты)
• растительные стволовые клетки

Косметика с человеческими стволовыми клетками запрещена в Германии, Ирландии, Испании, Франции, США.

Однако по законам Евросоюза косметические и лекарственные средства не могут содержать человеческие ткани или вытяжки из них. Поэтому косметика серии anti age включает в себя растительные стволовые клетки, способные стимулировать выработку новых клеток кожи. Например, бренд Lancome предлагает потребителям антивозрастной крем Absolue Precious Cells, помогающий восстановить потенциал стволовых клеток кожи и имеющий в своем составе растительные стволовые клетки.

Стволовые клетки в косметике

От косметики, содержащей стволовые клетки, женщины ожидают чуда обновления кожи, восстановления ее молодости, эластичности и гладкости. Однако моментального омоложения косметика со стволовыми клетками не принесет, ведь она всего лишь содержит особые энзимы и пептиды растительного происхождения, способные, по мнению косметологов, защитить собственные стволовые клетки человека от повреждений и стимулировать их интенсивное деление.

Ученые доказали, что растительные стволовые клетки являются активными биостимуляторами клеток человека. Такой эффект связан с наличием в растительных стволовых клетках факторов роста, регулирующих деление, рост и обмен веществ в клетках кожи человека. Факторы роста, содержащихся в стволовых клетках, способствуют увеличению эластичности кожи, исчезновению мелких и уменьшению крупных морщин. Кроме того, растительные клеточные препараты абсолютно гипоаллергенны, в отличие от клеточных препаратов, полученных из тканей животных или человека.

Процедуры со стволовыми клетками

Значительное омолаживающее воздействие на кожу оказывает клеточная мезотерапия. Суть ее состоит в подкожных инъекциях коктейля из фибробластов с добавлением различных стимулирующих и питательных веществ. Фибробласты - это клетки срединного слоя кожи (дермы), их предшественниками служат стволовые клетки кожи. Введенные фибробласты активизируют рост аналогичных клеток в дерме, в результате кожа омолаживается, становится гладкой и упругой.

Обычно проводят 1-3 процедуры мезотерапии со стволовыми клетками для достижения устойчивого результата. Минусы такого омоложения заключаются в высокой стоимости инъекций, составляющей несколько тысяч долларов.

Следует учитывать, что практика омоложения с помощью стволовых клеток относительно молода, поэтому возможно проявление негативных последствий в долгосрочной перспективе.