ольга лукинская
О стволовых клетках в последние годы приходится слышать в самом разном контексте: их предлагают использовать в косметических процедурах и даже добавляют в кремы, учатся добывать из молочных зубов и пуповины, используют в лечении самых разных заболеваний. Часто в новостях сообщают о новых возможностях их использования, которые ещё долго предстоит изучать в лаборатории; в итоге одним стволовые клетки представляются чем-то из будущего, а другим кажется, что они уже стали обыденностью и используются в любом салоне красоты. Разбираемся, что вообще представляют собой стволовые клетки, для чего они часто применяются уже сейчас и какая польза возможна пока только в теории.
Откуда добывают
стволовые клетки
Стволовые клетки - это так называемые недифференцированные клетки, которые могут превращаться в разные клетки организма - а у человека их более двухсот - с различными свойственными им функциями. Например, у нервных клеток или клеток крови есть узкие, специфические задачи - и всю энергию они тратят на выполнение этих задач, не растрачиваясь на размножение. А новые эритроциты или нейроны возникают из стволовых клеток, которые есть у каждого человека в любом возрасте. Они бывают разных видов : одни способны дифференцироваться только в один тип клеток, другие - в несколько; стволовые клетки эмбриона на раннем сроке беременности могут преобразоваться в любой тип клеток организма.
Среди учёных ведутся терминологические споры о том, можно ли все эти клетки называть стволовыми и синонимичны ли термины «стволовая клетка» и «клетка-предшественник», но в целом оба термина могут использоваться равноценно. Речь идёт о базовых клетках, способных превращаться в любые другие - а значит, если научиться правильно с ними обращаться, потенциально могут позволить вырастить новую кожу на месте ожога или заменить пострадавшую в результате гепатита ткань печени. К сожалению, использовать стволовые клетки в таких целях пока не получается - но всё же есть ряд серьёзных проблем, которые они помогают решить. Получать стволовые клетки можно из эмбрионов (например, для исследовательских целей могут использоваться абортивные материалы), а у взрослых людей их основной источник - костный мозг. Стволовые клетки также активно выделяют из пульпы зубов и из пуповины новорождённых.
Для чего их используют
Стволовые клетки уже несколько десятилетий используют в лечении тяжёлых заболеваний крови и костного мозга, например лейкозов. Костный мозг - это орган кроветворения; по сути, он и состоит из стволовых клеток. Когда он не функционирует или производит «дефектные» клетки крови, один из вариантов лечения - трансплантация, то есть «замена» стволовых клеток костного мозга здоровыми. Для этого могут использоваться как донорские клетки, так и собственные, если они прошли определённую обработку.
Сегодня о стволовых клетках слышали, наверное, все. Но вокруг этой темы ходит столько домыслов и слухов, что очень трудно отделить правду от небылиц. Попробуем разобраться, чем нам могут помочь стволовые клетки и зачем надо их сохранять.
Что такое стволовые клетки?
Стволовые клетки - это предшественницы клеток, из которых формируются все органы и ткани человека. Когда происходит зачатие, то в течение первого месяца живой комочек - эмбрион - состоит только из стволовых клеток. Они самые сильные, но использовать их нельзя - такой запрет наложен правительствами всех стран мира.
Стволовые клетки в небольших количествах содержатся в костном мозге и жировой ткани человека. Причем, с возрастом их количество уменьшается, а качество ухудшается. Ученые научились выделять такие клетки из костного мозга и использовать для лечения болезней. Но оптимальный источник стволовых клеток - это кровь, находящаяся в плаценте и пуповине новорожденного. Именно в ней концентрация стволовых клеток максимальная.
Как получают стволовые клетки?
Стволовые клетки можно выделить из костного мозга человека и увеличить их количество - откультивировать. А можно получить их из пуповинной крови или пупочного канатика , причем такая возможность имеется только в момент рождения ребенка.
Как это происходит? Как только малыш родился и его отдели от пуповины, доктор, принимающий роды, вставляет в пуповинную вену иглу, и оттуда самотеком в пакет со специальным веществом против свертываемости крови выходит от 50 до 250 мл крови, которая на 3-5 % состоит из мощных и сильных стволовых клеток. После того, как отошел послед, акушерка отрезает 10-20 см пупочного канатика и помещает его в специальную укладку, которая доставляется в лабораторию банка стволовых клеток.
Как видите, процедура забора стволовых клеток пуповинной крови и пупочного канатика совершенно безболезненна и абсолютно безопасна как для мамы, так и для малыша. Ее можно проводить как при естественных родах, так и при кесаревом сечении.
Затем в течение 4-6 часов биоматериалы доставляют в лабораторию. Здесь их обрабатывают , замораживают и помещают на хранение. Стволовые клетки пуповинной крови или пупочного канатика, замороженные с соблюдением определенных условий, могут храниться при крайне низких температурах десятки лет.
Зачем нужно сохранять стволовые клетки?
Сегодня медицина многое умеет, но есть болезни, перед которыми традиционные методы лечения сказываются бессильными. И вот тогда могут помочь стволовые клетки. Во многих случаях они способствуют восстановлению крови, костного мозга, регенерации тканей после ран и ожогов. А при заболеваниях иммунной системы и крови трансплантация стволовых клеток - единственный радикальный метод терапии.
Одна из проблем данного метода - подбор стволовых клеток, подходящих конкретному пациенту. При именном хранении все заготовленные стволовые клетки пуповинной крови будут родными для вашего ребенка и идеально ему подойдут. А стволовые клетки пупочного канатика можно будет использовать для терапии всей семьи.
При каких заболеваниях могут помочь стволовые клетки?
На сегодняшний день стволовые клетки десятки лет во всем мире используются в комплексной терапии онкологических заболеваний крови, иммунодефицитов различной этиологии.
Применение стволовых клеток дало положительные результаты при лечении инсультов, инфарктов, сахарного диабета 1 типа и наращивании хрящевой ткани.
Список насчитывает более 80 заболеваний. К самым тяжелым и распространенным можно отнести:
- болезни крови (лейкоз) и злокачественные образования;
- сахарный диабет;
- заболевания сердца;
- инсульт и повреждение головного мозга;
- мышечные дистрофии;
- болезнь Паркинсона;
- болезнь Альцгеймера;
- рассеянный склероз;
- повреждения позвоночника;
- боковой амиотрофический склероз;
- системную красную волчанку;
- аутоиммунные заболевания;
- детский церебральный паралич;
- хронические гепатиты и циррозы печени.
Чем занимаются банки стволовых клеток?
Банки стволовых клеток обрабатывают и хранят образцы, содержащие стволовые клетки. Хранение стволовых клеток может быть общественным и именным. Образцами из общественного регистра может воспользоваться любой, кто нуждается в стволовых клетках. При именном хранении стволовыми клетками распоряжаются их владельцы. Так, стволовые клетки, выделенные из крови пуповины или пупочного канатика, принадлежат родителям ребенка. Но в этом случае они оплачивают услуги по их взятию, обработке и хранению.
Чем следует руководствоваться при выборе банка стволовых клеток:
✓ Сколько лет существует банк?
Чем больше лет банку, тем большую гарантию стабильности вы получаете, тем больший у сотрудников банка опыт по выделению, заготовке и хранению стволовых клеток.
✓ Имеет ли банк лицензию?
Банк обязательно должен иметь лицензию на забор, транспортировку и хранение стволовых клеток, выданную комитетом по здравоохранению.
✓ На базе какого учреждения находится банк?
Преимуществом для банка является его нахождение на базе медицинского учреждения или научно-исследовательского института. Во-первых, потому что в больницах существует автономная система электроснабжения. Во-вторых, здесь уже созданы условия, необходимые для работы с биологическим материалом.
Банк как и любое медицинское учреждение должен иметь круглосуточную охрану, ведь в банке находятся драгоценные образцы стволовых клеток, много уникального медицинского оборудования и базы данных.
✓ Каким оборудованием оснащены его лаборатории и хранилища?
На сегодняшний день существуют 3 аппарата, на которых могут быть выделены стволовые клетки: двойная центрифуга (полуавтоматизированный аппарат), аппараты Sepax (Швейцария) и Macopress (Франция) .
Наличие данных аппаратов является обязательным для успешной работы банка.
✓ Существует ли в банке система автоматического контроля криохранилищ?
Криохранилище банка должно быть оснащено системой IT-мониторинга криодьюаров, в которых хранятся образцы стволовых клеток. В любой момент времени сотрудники банка могут проверить температуру хранения образца и заполненность криодьюара. А также получить отчет о хранении образца за любой промежуток времени и сохранить на сервере для архива.
✓ Имеет ли банк собственную курьерскую службу?
Для оперативного забора пуповинной крови из родильного дома и скорейшего выделения образца стволовых клеток без потери их жизнеспособности, банк должен иметь курьерскую службу, сотрудники которой в любой момент могут забрать образец крови из роддома и доставить в банк.
✓ Проводит ли банк научные исследования в области клеточных технологий?
Очень важно, чтобы на базе банка была организована еще и научная работа, а также осуществлялось сотрудничество с ведущими НИИ и медицинскими учреждениями города.
✓ Есть ли у данного банка опыт успешного применения стволовых клеток пуповинной крови?
Не лишним будет запросить у бака статистику востребованности образцов и опыт применения стволовых клеток для лечения пациентов с различными заболеваниями.
Стволовые - это недифференцированные клетки, которые в качестве «запаса стратегического назначения» присутствуют в организме человека на любом из этапов его жизни. Особенностю является их неограниченная способность к делению и способность давать начало любым видам специализированных клеток человека.
Благодаря их наличию происходит постепенное клеточное обновление всех органов и тканей организма и восстановление органов и тканей после повреждения.
История открытия и исследования
Первым доказал существование стволовых клеток русский ученый Александр Анисимов. Это случилось в далеком 1909 году. Их практическое применение заинтересовало ученых намного позже, примерно в 1950 году. И только в 1970 году были впервые пересажены стволовые клетки больным с лейкозом, а данный метод лечения стал применяться во всем мире.
Примерно с этого времени изучение стволовых клеток было выделено в отдельное направление, начали появляться отдельные лаборатории и даже целые НИИ, разрабатывающие способы лечения при помощи клеток-предшественников. В 2003 году появилась первая российская биотехнологическая компания под названием «Институт стволовых клеток человека», которая на сегодняшний день является крупнейшим хранилищем образцов стволовых клеток, а также продвигает на рынке собственные инновационные лекарственные препараты и высокотехнологичные услуги.
На данном этапе развития медицины ученым удалось получить из стволовой клетки яйцеклетку, что в будущем позволит бесплодным парам иметь собственных детей.
Видео: Успешные биотехнологии
Где находятся клетки-предшественники
Стволовые клетки можно встретить практически в любой части человеческого тела. Они в обязательном порядке присутствуют в любой из тканей организма. Максимальное их количество у взрослого содержится в красном костном мозге, чуть меньше в периферической крови, жировой ткани, коже.
Чем более юным является организм, тем больше их он содержит, тем более эти клетки активные в плане скорости деления, и тем шире диапазон специализированных клеток, которым каждая клетка-предшественница может дать жизнь.
Откуда берут материал
- Эмбриональные.
Наиболее «лакомыми» для исследователей являются стволовые клетки эмбрионов, так как чем меньше прожил организм, тем более пластичными и биологически активными являются клетки-предшественники.
Но если клетки животных исследователям получить не проблема, то любые опыты с использованием человеческих эмбрионов признаны неэтичными.
Это даже при том, что по статистике примерно каждая вторая беременность в современном мире заканчивается абортом.
- Из пуповинной крови.
Доступными в плане морали и законодательных решений ряда стран являются стволовые клетки пуповинной крови, самой пуповины и плаценты.
В настоящее время создаются целые банки стволовых клеток, выделенных из пуповинной крови, которые впоследствии можно будет использовать для лечения целого ряда заболеваний и последствий травм тела. На коммерческой основе именной «депозит» для своего ребенка предлагают сделать родителям многочисленные частные банки. Одним из аргументов против того, чтобы собирать и замораживать пуповинную кровь, является их ограниченное количество, которое можно получить таким путем.
Считается, что для восстановления кроветворения после химио- или радиотерапии собственных размороженных стволовых клеток будет достаточно только ребенку до определенного возраста и массы тела (до 50 кг).
Но не всегда нужно восстанавливать такое большое количество тканей. Для восстановления, например, того же хряща коленного сустава достаточно будет только малой части сохраненных клеток.
То же касается восстановления клеток поврежденной поджелудочной железы или печени. А так как стволовые клетки из одной порции пуповинной крови перед замораживанием разделяют на несколько криопробирок, то всегда можно будет использовать небольшую часть материала.
- Получение стволовых клеток от взрослого человека.
Не всем посчастливилось получить от родителей свой «неприкосновенный запас» стволовых клеток из пуповинной крови. Потому на данном этапе разрабатываются способы их получения от взрослых людей.
Основными тканями, которые могут служить источниками, являются:
- жировая ткань (взятая во время липосакции, например);
- периферическая кровь, которую можно взять из вены);
- красный костный мозг.
Стволовые клетки взрослых, полученные из разных источников, могут иметь некоторые отличия, связанные с потерей клетками универсальности. Так, например, клетки крови и красного костного мозга могут давать начало преимущественно клеткам крови. Они называются гемопоэтическими.
А стволовые клетки из жировой ткани намного легче дифференцируются (перерождаются) в специализированные клетки органов и тканей тела (хрящей, костей, мышц и проч.). Они получили название мезенхимальные.
В зависимости от маштабности задачи, которая стоит перед учеными, им может потребоваться разное количество таких клеток. Так, например, сейчас разрабатывают способы выращивания из них зубов, полученных из мочи. Их там не так уж и много.
Но учитывая тот факт, что зуб нужно вырастить лишь однажды, а срок службы его значительный, то и стволовых клеток на него нужно немного.
Видео: Покровский Банк Стволовых Клеток
Банки хранения биологического материала
Для хранения образцов создаются специальные банки. В зависимости от цели хранения материала они могут быть государственными. Их еще называют банками-регистраторами. Регистраторы хранят стволовые клетки безымянных доноров и могут на свое усмотрение предоставлять материал любым лечебным или исследовательским учреждениям.
Также есть коммерческие банки, которые зарабатывают деньги на хранении образцов от конкретных доноров. Использовать их могут только их владельцы для лечения себя или близких родственников.
Если говорить о востребованности образцов, то статистика здесь следующая:
- в банках-регистраторах бывает востребован каждый тысячный образец;
- материал, хранящийся в частных банках, бывает востребован еще реже.
Тем не менее, хранить именной образец в частном банке имеет смысл. Причин для этого несколько:
- донорские образцы стоят денег, порой немалых, и сумма, требуемая для покупки образца и доставки его в нужную клинику, зачастую во много раз превосходит стоимость хранения собственного образца в течение нескольких десятилетий;
- именной образец можно использовать для лечения кровных родственников;
- можно полагать, что в будущем восстанавливать органы и ткани с использованием стволовых клеток будут намного чаще, чем это происходит в наше время, потому и спрос на них будет только расти.
Применение в медицине
Фактически единственное уже изученное направление их использования – это пересадка костного мозга как этап лечения лейкозов и лимфом. Некоторые исследования по реконструкции органов и тканей при помощи стволовых клеток уже достигли этапа проведения экспериментов на людях, но о массовом внедрении в практику врачей речь пока не идет.
Для получения новых тканей из стволовых клеток обычно необходимо выполнить следующие манипуляции:
- забор материала;
- выделение стволовых клеток;
- выращивание стволовых клеток на питательных субстратах;
- создание условий для превращения стволовых клеток в специализированные;
- снижение рисков, связанных с возможностью злокачественного перерождения клеток, полученных из стволовых;
- трансплантация.
Выделяют стволовые клетки из взятых для проведения эксперимента тканей при помощи специальных приборов, которые называются сепараторами. Существуют также и различные методики осаждения стволовых клеток, но результативность их во многом определяется квалификацией и опытом персонала, а также существует риск бактериального или грибкового заражения образца.
Полученные стволовые клетки помещают в специально подготовленную среду, которая содержит лимфу или сыворотку крови новорожденных телят. На питательном субстрате они многократно делятся, их количество увеличивается в несколько тысяч раз. Перед тем, как вводить в организм, ученые направляют их дифференцировку в определенную сторону, например, получают нервные клетки, клетки печени или поджелудочной железы, хрящевую пластинку и др.
Именно на этом этапе есть опасность их перерождения в опухолевые. Чтобы этого не допустить, разрабатываются специальные методики, снижающие вероятность ракового перерождения клеток.
Методы введения клеток в организм:
- введение клеток в ткани непосредственно в том месте, где была травма или ткани были повреждены в результате патологического процесса (болезни): введение стволовых в область кровоизлияния в головной мозг или в место повреждения периферических нервов;
- введение клеток в кровяное русло: так вводят стволовые клетки при лечении лейкозов.
За и против использования стволовых клеток с целью омоложения
Изучение и использование в СМИ все чаще называют способом достичь бессмертия или по крайней мере долголетия. Уже в далеких 70-х годах стволовые клетки в качестве омолаживающего средства вводили престарелым членам Политбюро КПСС.
Теперь же, когда появилось некоторое количество частных исследовательских биотехнологических центров, некоторые исследователи стали проводить омолаживающие инъекции стволовых клеток, взятых до этого у самого пациента.
Стоит такая процедура достаточно дорого, а вот результат ее никто гарантировать не может. Соглашаясь, клиент должен осознавать, что он участвует в эксперименте, так как многие аспекты их использования еще не изучены.
Видео: Что могут Стволовые клетки
Наиболее распространенными видами процедур являются:
- введение стволовых клеток в дерму (процедура чем-то напоминает биоревитализацию);
- заполнение кожных дефектов, добавление объема тканям (это уже больше похоже на использование филлеров).
Во втором случае используется собственная жировая ткань пациента и его стволовые клетки в смеси со стабилизированной гиалуроновой кислотой. Опыты на животных показали, что такой коктейль позволяет большему количеству жировой ткани прижиться и длительно сохранять объем.
Проводились первые эксперименты на людях, которым по данной методике удалялись морщины и проводилось увеличение молочных желез. Однако данных еще недостаточно, чтобы любой из врачей мог повторить данный опыт на своем пациенте, обеспечив ему гарантированный результат.
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.
Стволовые клетки: мифы и реальность
«Ни одна область биологии при своем рождении не была окружена такой сетью предубеждений, враждебности и кривотолков, как стволовые клетки», – считает член-корреспондент РАМН, специалист в области медицинской клеточной биологии Вадим Сергеевич Репин (Московский Центр медико-биологических технологий).
Хотя термин «стволовая клетка» был введен в биологию еще в 1908 году, статус большой науки эта область клеточной биологии получила в последнее десятилетие ХХ века. В 1999 году журнал Science признал открытие стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека». Один из первооткрывателей структуры ДНК, Джеймс Уотсон, комментируя открытие стволовых клеток, отметил, что устройство стволовой клетки уникально, поскольку под влиянием внешних инструкций она может превратиться в зародыш либо в линию специализированных соматических клеток.
Действительно, стволовые клетки – прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое главное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Таким образом, все клетки нашего организма возникают из стволовых клеток.
Стволовые клетки обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях. Они призваны восстанавливать и регенерировать организм человека с момента его рождения. Потенциал стволовых клеток только начинает использоваться наукой. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации взамен донорских органов. Их преимущество в том, что их можно вырастить из клеток самого пациента, и они не будут вызывать отторжения.
Потребности медицины в таком материале практически неограниченны. Только 10-20 процентов людей вылечиваются благодаря удачной пересадке органа. 70-80 процентов пациентов погибают без лечения на листе ожидания операции. Таким образом, стволовые клетки в каком-то смысле действительно могут стать «запчастями» для нашего организма. Но для этого вовсе не обязательно выращивать искусственные эмбрионы – стволовые клетки содержатся в организме любого взрослого человека.
Откуда берутся стволовые клетки
По своему происхождению стволовые клетки разделяют на эмбриональные, фетальные, стволовые клетки пуповинной крови и стволовые клетки взрослого человека.
Источником эмбриональных стволовых клеток является бластоциста – зародыш, который формируется к пятому дню оплодотворения. Эти стволовые клетки способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток взрослого организма. Но у этого источника стволовых клеток есть недостатки. Во-первых, эти клетки способны спонтанно перерождаться в раковые клетки. Во-вторых, в мире пока не выделена безопасная линия истинно эмбриональных стволовых клеток, годных для клинического применения.
Фетальные стволовые клетки получают из абортивного материала на 9-12 неделе беременности. Помимо этических и юридических трений, использование непроверенного абортивного материала чревато осложнениями, такими, как заражение пациента вирусом герпеса, вирусными гепатитами и даже СПИДом. Если же проводить диагностику материала на вирусы, увеличивается себестоимость метода, что в конечном итоге приводит к увеличению стоимости самого лечения, которое в определенных случаях может быть весьма эффективным.
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 стволовых клеток, в дальнейшем можно использовать ее для восстановления практически любых тканей и органов, а также для лечения любых заболеваний, в том числе и онкологических. Однако количество стволовых клеток в пуповинной крови не достаточно велико, и эффективное их применение возможно только однократно для самого ребенка до 10 лет.
Самым доступным источником стволовых клеток является костный мозг человека, так как концентрация стволовых клеток в нем максимальная. В костном мозге выделяют сразу два вида стволовых клеток: первый – это гематопоэтические стволовые клетки, из которых формируются абсолютно все клетки крови, второй – это мезенхимальные стволовые клетки, которые регенерируют практически все органы и ткани.
Зачем нужны стволовые клетки
Если у человека есть свои стволовые клетки, то почему органы сами не регенерируют после повреждения? Причина в том, что в процессе взросления человека наблюдается катастрофическое снижение количества стволовых клеток: при рождении – 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч, к 20 – 25 годам – 1 на 100 тысяч, к 30 – 1 на 300 тысяч. К 50-летнему возрасту в организме уже остается всего 1 стволовая клетка на 500 тысяч, причем именно в этом возрасте, как правило, уже появляются такие болезни, как атеросклероз, стенокардия, гипертония и т.д. Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжелых заболеваний, а также нарушение механизма их выброса в кровь лишает организм возможностей эффективной регенерации, в результате чего жизнедеятельность тех или иных органов истощается.
Увеличение количества стволовых клеток в организме приводит к интенсивной регенерации и восстановлению поврежденных тканей и больных органов за счет образования молодых, здоровых клеток на месте утраченных. Современная медицина уже обладает такой технологией – она называется клеточной терапией.
Что такое клеточная терапия
Организм человека развивается до 25 лет, после чего начинается процесс старения, когда с каждым днем человек замечает за собой не самые приятные изменения своего тела. Возрастные изменения кожи, изменения в деятельности эндокринных и половых желез, мышечных тканей, иммунной и нервной систем также связаны с истощением запаса стволовых клеток. Для компенсации этого запаса и необходима клеточная терапия. Здоровым людям нет необходимости начинать поддерживающую терапию ранее 35 лет. Напротив, всем кто перенес серьезные болезни, травмы, ожоги или отравления процедуры показаны в любом возрасте.
Отечественная наука и медицина обладают одним из лучших потенциалов в области исследования и применения клеточной терапии в мире. Первые направленные поиски в области стволовых клеток костного мозга человека начались в результате методического прорыва, осуществленного Александром Яковлевичем Фриденштейном в середине 70-х годов ХХ века. В его лаборатории впервые была получена однородная культура стволовых клеток костного мозга. После прекращения деления стволовые клетки под влиянием условий культивирования превращались в костную, жировую, хрящевую, мышечную или соединительную ткань. Пионерские разработки А.Я.Фриденштейна заслужили международное признание.
Сейчас с помощью терапевтической трансплантации стволовых клеток имеется возможность лечить или использовать в качестве сопровождающей терапии целый спектр заболеваний – сахарный диабет, атеросклероз, ишемическую болезнь сердца, хронические заболевания суставов, застарелые травмы, гепатиты и циррозы печени, аутоиммунные заболевания, болезни Альцгеймера и Паркинсона, синдром хронической усталости.
С помощью клеточной терапии быстро заживают ожоги, раны, язвы и рубцы кожи, осуществляется реабилитация после инсультов и черепно-мозговых травм, проводится комплексная программа регенерации (улучшение функциональных способностей организма и качества жизни) и мезотерапия лица, рук, проблемных (вялых) зон и всего тела. Клеточная терапия используется как поддерживающая терапия при рассеянном склерозе, сексопатологиях и бесплодии у мужчин и женщин, онкологических заболеваниях.
Безусловно, использование стволовых клеток не является панацеей. Так, их применение в онкологии не приводит к излечению от рака. Однако имеется ряд уникальных программ, направленных на реабилитацию больных в период ремиссии и перерывов между курсами химиотерапии. Больные, получающие такой курс, значительно лучше переносят все процедуры, уменьшается количество осложнений, появляется возможность повторить процедуры раньше. Таким образом, шансы на успех значительно возрастают. Помимо этого, стволовые клетки обладают и доказанным противораковым эффектом: они сдерживают процессы развития опухоли и активизируют иммунную систему.
Как проводится клеточная терапия
После проведения обследования и сбора анализов пациенту предлагают сдать кровь (костный мозг), в которой постоянно присутствует некоторое количество стволовых клеток. Современные технологии позволяют выделить стволовые клетки, после чего вырастить эти клетки в специальной среде в значительно большем количестве. По окончании процесса культивации пациенту назначают индивидуальный курс введения родного клеточного материала. Все лечение протекает амбулаторно и не требует изменения обычного ритма жизни.
Для сбора собственного клеточного материала необходима пункция костного мозга. Подготовка к процедуре, сама процедура забора костного мозга и отдых после нее длятся 1,5 часа (сама процедура занимает не более 20 минут), после чего пациенту необходимо прийти к врачу через 7 дней для первичного введения и далее посещать его для последующих введений согласно составленному графику.
Введение клеточного материала – безболезненная процедура, проводимая амбулаторно в стерильных условиях. Клеточный материал может вводиться внутривенно, внутримышечно, внутрисуставно, подкожно, а также в виде аппликаций – в зависимости от метода лечения и характера заболевания.
Средняя продолжительность курса (в зависимости от выбранной программы) – 2,5-3 месяца. Помимо начального этапа, пациенту не требуется посещать врача более чем 1-2 раза в неделю на протяжении всего курса.
Как правило, половина всех пациентов интересуется комплексной программой регенерации организма. Другая половина пациентов – это больные различных возрастов, с разными заболеваниями и их осложнениями – после серьезных травм, аварий, инсультов, ожогов, после операций, стрессов, кардиологических осложнений.
Клеточная терапия – это будущее современной медицины, это направление интенсивно развивается во всем мире. Приятно, что наша страна в этой области не только не отстает от других стран, но кое в чем их опережает.