Интерес к стволовым клеткам за последние 10-15 лет возрос значительно. Но помимо правдивой информации появилось много противоречивой, так как «управлять» этими клетками непросто. С одной стороны, они несут в себе колоссальный потенциал превращаться в разные клетки и обновлять ткани. С другой — для этого нужны определенные условия, которые практически не изучены. Тем не менее, применение стволовых клеток в практической медицине увеличивается с каждым днем, благодаря многочисленным исследованиям и их положительным результатам. Чтобы лучше понимать масштабы применения стволовых клеток, окунемся в эту тему глубже.

Несколько слов о стволовых клетках

Что такое стволовые клетки? Это незрелые (недифференцированные) клетки, которые могут самообновляться путём деления, а также превращаться в другие клетки разных тканей и органов. О видах стволовых клеток мы поговорим чуть позже.

Откуда берутся стволовые клетки и почему они так важны? Если вы читали мои публикации и смотрели видео, я уже не раз упоминала, что оплодотворенное плодное яйцо проходит определенные этапы деления. Одним из первых клеток человеческого организма являются бластомеры. Это первые стволовые клетки, или эмбриональные стволовые клетки, которые могут превращаться в любой вид клеток. Благодаря этому свойству, их называют тотипотентными.

Дальше, становясь бластулой (3-5 дней после зачатия), плодное яйцо имеет два типа клеток – из одних формируется трофобласт (будущая плацента), а из других – эмбрион. Клетки, образующие эмбрион, называются плюрипотентными стволовыми клетками, так как могут самореализироваться по разным сценариям, формируя сначала три важные составляющие – эктодерму, эндодерму и мезодерму. В дальнейшем, появляются мультипотентные стволовые клетки, из которых развиваются несколько видов тканей. Эти клетки делятся, образуя одну материнскую и одну дочернюю клетки. Дочерние клетки могут в дальнейшем развиваться только «по одному сценарию», т.е. участвовать в возникновении только одного вида ткани. Лучше всего превращение стволовых клеток в другие клетки изучено в кроветворной системе.

Стволовые клетки плода

Кроветворение у будущего ребенка начинается приблизительно в 2-3 недели после зачатия в желточном мешке, а не в самом эмбрионе. Чуть позже оно перемещается в печень, а в 5-6 недель с появлением костей продолжается в костном мозге. Гемопоэтические стволовые клетки в течение всей жизни человека асинхронно делятся на одну такую же клетку, имеющую мультипотенциальность превращаться в разные клетки, и другую – прогениторную, из которой может возникать только один вид клеток крови. Эти клетки имеют определенные биомаркеры, которые позволяют их отличить от истинных плюрипотентных стволовых клеток.

В пуповинной крови находят гемопоэтические стволовые клетки (HSC), которые могут интенсивно делиться и превращаться в другие клетки. В отличие от стволовых клеток костного мозга и крови взрослых людей, они значительно отличаются по строение, количеству и свойствам. Они находятся в совершенно другой фазе деления и более независимы от других видов клеток, имеющихся в костном мозгу и периферической крови, также обладают большим потенциалом делиться и образовывать новые колонии клеток. Существует несколько генов, характеризующих подвид таких стволовых клеток. В зависимости от подвида, в пуповинной крови их в 3-15 раз больше, чем в костном мозге и крови. Кроме того, пуповинная кровь содержит более примитивные стволовые клетки, т.е. более незрелые, чем костный мозг, имеющие большую силу сохранять свои свойства делиться и образовывать новые клетки по сравнению со стволовыми клетками взрослого человека.
Другой вид стволовых клеток, который вызывает сейчас повышенный интерес, это мезенхимальные стволовые клетки, в частности стромальные клетки (ММСК), способные превращаться в клетки костной ткани, хрящевые, мышечные и жировые клетки, а, возможно, ряд других. Они находятся в тканях пуповины, но также и в пуповинной крови. Эти клетки изучаются сейчас интенсивно во многих странах мира.

Эмбриональные стволовые клетки более устойчивы к хранению и трансплантации в отличие от других стволовых клеток.

Взрослые стволовые клетки

У взрослых в разных тканях и органах тоже имеются недифференциальные стволовые клетки, которые называются взрослыми или соматическими стволовыми клетки. Происхождение таких клеток всё еще не понятно и изучается учёными. До сих пор также не известно, сколько существует соматических стволовых клеток не только в одном органе, но даже в одной ткани.

В отличие от эмбриональных, такие клетки имеют ограничение в дифференциации, т.е. из них можно получить только конкретные виды клеток и тканей. Тем не менее, взрослые стволовые клетки используются в лечении многих заболеваний уже более 40 лет. Например, успешно применяется пересадка стволовых клеток костного мозга при серьезных заболеваниях крови.

Человеческий мозг тоже содержит стволовые клетки, которые могут давать начало трем видам клеток нервной системы, что важно в поиске новых методов лечения заболеваний с повреждениями нервных клеток.
Несмотря на то, что взрослые стволовые клетки есть практически в каждом органе, их очень трудно «культивировать» в лабораторных условиях и получать достаточное количество для дальнейшего исследования и пересадки. Сейчас учёные и врачи стараются найти лучшее применение этих клеток для лечения сердечно-сосудистых заболеваний (например, после инфарктов), сахарного диабета 1 типа, и других заболеваний.
Раковые опухоли тоже имеют особые виды стволовых клеток, рост которых трудно контролировать. «Управление» такими клетками может стать ключевым моментом в лечении злокачественных заболеваний.

Применение стволовых клеток плода

Впервые эмбриональные стволовые клетки были получены из мышиных эмбрионов в 1981 году. Чуть позже из обнаружили в эмбрионах приматов, а в 1998 году в человеческих эмбрионах. Рост и размножение этих клеток удалось получить в лабораторных условиях. Кстати, эмбрионы для этих исследований были получены с согласия доноров (пар, проходивших через ЭКО и больше не нуждающихся в оставшихся эмбрионах).

До этого были попытки использования тканей абортированных эмбрионов и плодов (фетальные ткани) в лечении ряда заболеваний (болезнь Паркинсона, сахарный диабет). Одновременно, использование абортированного материала вызывало немало протестов среди противников абортов. Ведь некоторые женщины могли пойти на искусственное прерывание беременности ради получения фетальной ткани для лечения близкого родственника. К тому же, до сих пор нет достоверных данных об эффективности пересадки тканей эмбриона-плода в лечение заболеваний.

Получение гематогенных и ряда других стволовых клеток оказалось более легким практичным новшеством, и эти клетки изучены лучше по сравнению с эмбриональными и фетальными клетками.

Стволовые клетки пуповинной крови впервые были успешно применены в пересадке костного мозга в 1988 году у больного с анемией Фанкони. Поскольку в крови плода и плаценте циркулирует огромное количество стволовых клеток, их получение после рождения ребенка стало приемлемым и с этической точки зрения. Хотя для хранения и использования пуповинной крови требуется 80 мл крови, оказалось, безопасным для ребенка и матери может быть и 120 мл собранной крови. Это не инвазивный метод забора стволовых клеток, безопасный для человека. Кроме того, такой источник стволовых клеток может быть зарегистрирован, в том числе в международных регистрах пуповинной крови.

В отличие от других видов стволовых клеток, одного образца пуповинной крови обычно достаточно для ребенка или маленьких размеров взрослого человека. Около 25% образцов крови, хранящихся в банках крови, имеют достаточное количество клеток и для лечения взрослого человека. Благодаря улучшению технологий по сбору, обработке и хранению пуповинной крови*, удается получить большее количество ценных клеток.

Стволовые клетки пуповинной крови нашли широкое применение в лечении многих заболеваний, в том числе злокачественных, что мы обсудим во второй части статьи.

Читать Часть 2

*на правах рекламы