Стовбурові клітини

Створено: 23 жовтня 2010
Перегляди: 10996

Стовбурові клітини

Підводячи підсумки досягнень біології в XX столітті, журнал Science поставив отримання перших ліній ембріональних стовбурових клітин людини на третє місце після відкриття структури ДНК і розшифровки генома людини.

У 1985 році кореянці Хванг Мі Сун було 17 років, коли через травму спинного мозку її ноги повністю паралізувало. Восени 2004-го лікарі клініки університету міста Ханванг під керівництвом професора Кім Джей Міна ввели в її спинний мозок стовбурові клітини, виділені з пуповинної крові. Через місяць на прес-конференції в Сеулі Хванг зробила кілька кроків. Результат лікування відразу ж охрестили дивом, незважаючи на те, що професор Кім просив журналістів бути стриманішими: гарантувати стійке поліпшення і відсутність ускладнень у майбутньому було ще рано. І все ж слова «маленький крок для однієї людини - гігантський стрибок для всього людства» до цього випадку підходять не менше, ніж до першої висадки на Місяць.

Пересадку кісткового мозку давним-давно застосовують при захворюваннях кровотворної системи і при променевій хворобі. Зараз стало зрозуміло, що головний сенс цього методу полягає в тому, що хворому пересаджують не просто донорський орган, а постійне джерело запчастин: у кістковому мозку особливо багато стовбурових клітин - більше, ніж у будь-якій іншій тканині дорослого організму.

Цей же метод - пересадку кісткового мозку від батьків - у середині 1990-х вперше застосували для лікування дітей з тяжким вродженим порушенням формування кісток, викликаним мутацією в гені, відповідальному за синтез колагену - білка сполучної тканини. На той час було відомо, що стовбурові клітини кісткового мозку здатні перетворюватися в багато клітини, в тому числі і остеоцити, з яких утворюються кістки. Не було тільки відпрацьованих методик їх виділення і розмноження.

Перший дослід лікування людини за допомогою його власних стовбурових клітин вдалося провести лише в 1994 році. Клітини, виділені з кісткового мозку пацієнта, розмножили в культурі і ввели в його ж колінний суглоб, зруйнований дегенеративним артритом. Клітини-універсали прижилися на новому місці, почали розмножуватися, перетворюватися на клітини хрящової тканини і відновлювати суглоб. А «великий вибух» в клітинній терапії почався в 1999 році, коли в США, в лабораторіях Джеймса Томпсона і Джона Герхарта, навчилися вирощувати культури стовбурових клітин, отриманих із зародка людини.

Зараз буквально кожного дня з'являються нові повідомлення про успішне застосування клітинної терапії для лікування все нових хвороб. Методики, відпрацьовані на тваринах, все сміливіше використовують для лікування людей, у тому числі у випадках, які до недавнього часу були безнадійними.

З будь-якої клітини зародка на ранніх стадіях розвитку, як гілка зі стовбура, може вирости будь-який з приблизно 350 типів клітин, які складають тканини нашого організму. Велика частина «дорослих» клітин не тільки ні в що не перетворюється, але й не можуть ділитися. Звичайні клітини живуть від кількох місяців до кількох років чи десятиліть, після чого мирно вмирають. Така природна смерть клітини називається апоптозом.

Оновлення тканин в нормі відбувається за рахунок регіональних, спеціалізованих стовбурових клітин. Вони можуть ділитися і утворювати один або кілька типів клітин тієї тканини, в якій знаходяться, і здатні переміщатися на кілька сантиметрів, розштовхуючи навколишні клітини.

При травмі або порушенні кровопостачання відбувається некроз - насильницька смерть клітин. Речовини, що виділяються при цьому, стимулюють поділ стовбурових клітин, але місцевих ресурсів на ремонт ушкодження може не вистачити. Замість повноцінних клітин тієї ж тканини діру заповнює сполучна тканина (її клітини - фібробласти - саме на такий випадок добре зберігають здатність ділитися), і на місці загиблих клітин утворюється рубець. Те ж відбувається при сильному отруєнні (клітини печінки, не впоравшись із знешкодженням отрути, гинуть і заміщуються клітинами жирової і сполучної тканини) і в інших випадках.

Центральним складом запчастин у дорослому організмі служать стовбурові клітини кісткового мозку. При їхньому розподілі половина дочірніх клітин залишається на місці і зберігає таку ж, як у клітин зародка, здатність перетворюватися в спеціалізовані клітини різних тканин. Друга частина клітин переміщається зі струменем крові по всьому організму. Там, де все гаразд, вони не затримуються. Сигналом до початку ремонтних робіт є речовини, які виділяють клітини, що гинуть. У відповідь на хімічні крики про допомогу стовбурові клітини протискуються крізь стінки капілярів і переміщуються в той бік, де більша концентрація сигнальних речовин.

Потрапивши на місце аварії, стовбурові клітини за складом оболонок визначають, які клітини їх оточують. Під впливом отриманої інформації їх хромосоми перебудовуються. Вимикаються одні гени, починають працювати інші, змінюється склад білків, і в результаті стовбурові клітини перетворюються в клітини навколишнього тканини.

Загоєння травм та відновлення після хвороб у дітей відбувається набагато краще, ніж у дорослих і тим більше у людей похилого віку. У кістковому мозку новонародженого одна універсальна стовбурова клітина припадає на 10 тисяч спеціалізованих, з яких утворюються тільки клітини крові. Років до п'ятнадцяти одна універсальна клітина припадає на сто тисяч кровотворних, до п'ятдесяти - одна на півмільйона, до сімдесяти - одна на мільйон. Спеціалізованих стовбурових клітин, в тому числі і кровотворних, з віком теж стає все менше, і їх активність падає. Так що до того часу, коли ремонт організму потрібен все частіше, запчастин в ньому вже не вистачає навіть на те, щоб просто підтримувати його на ходу, а тим більше - на капітальний ремонт.

При інфаркті, інсульті, важких переломах і далі за медичним словником від абсцесу до виразки, резервів організму вистачить у кращому випадку на те, щоб сяк-так залатати поломку, але працювати як новенький постраждалий орган не буде вже ніколи. А якщо додатково до наявних ввести у вену або безпосередньо в місце пошкодження десяток-другий мільйонів стовбурових клітин?

Говорячи коротко, майже все. Адже будь-яка хвороба - це в кінцевому підсумку загибель клітин. Найбільше результатів отримано при лікуванні захворювань серця - інфаркту, стенокардії, ішемічної хвороби серця, серцевої недостатності. У багатьох випадках клітинна терапія відновлює до цілком прийнятного стану пацієнтів, яких вже внесли в лист очікування на пересадку серця.

Те, що нервові клітини не відновлюються, нещодавно перестало бути прописною істиною. Стовбурові клітини є і в мозку, тільки там їх надто мало для того, щоб відновити хоч якісь серйозні ушкодження. Вперше клітинну терапію для лікування інсульту застосували в 1998 році лікарі Медичного центру Пітсбургського університету (США). Зараз не залишилося сумнівів у тому, що введення стовбурових клітин в місце загибелі клітин помітно поліпшує стан хворих у порівнянні з пацієнтами, яких лікували лише звичайними методами.

За допомогою стовбурових клітин можна лікувати дитячий церебральний параліч та інші захворювання центральної нервової системи, у тому числі хвороби Паркінсона і Альцгеймера (прогресуюче старече недоумство). При травмах спинного мозку один тільки метод трансплантації обкладальних нюхових клітин, отриманих з клітин зародка або за допомогою біопсії з нюхових часток головного мозку самих пацієнтів, зараз проходить I-II фазу клінічних випробувань в Китаї, Португалії, Австралії та Росії. За неофіційними даними, в декількох десятках попередніх випробувань цій процедурі піддалися близько 500 чоловік.

Онкологічні захворювання - третя причина смертності після інсультів і хвороб серцево-судинної системи. При лікуванні раку лікарі та їхні пацієнти часто змушені балансувати на лезі бритви: убити хворі клітини «хімією» або опроміненням не так важко, набагато складніше не вбити пацієнта під час лікування і відновити нормальну роботу організму після нього. Стовбуровими клітинами можна замінити клітини, випалені променевою терапією чи загиблі від дії хімічних препаратів.

При діабеті I типу зі стовбурових клітин можна виростити і вживити в підшлункову залозу клітини, які синтезують інсулін. Стовбурові клітини перетворюють і в клітини інших залоз внутрішньої секреції - цим методом лікуються багато хвороб ендокринної системи.

Стовбурові клітини можна застосовувати для лікування переломів - у тому числі кісток черепа, які чомусь не заростають (зараз місце травми закривають металевою пластинкою). Можна відновлювати хрящі при артрозі, лікувати рубці після операцій і травм, замінювати відмираючі м'язові волокна за різних форм міопатії. Зі стовбурових клітин можна виростити клітини кровотворних органів - кісткового мозку, селезінки і вилочкової залози - і вилікувати безліч захворювань кровотворної системи, від вроджених анемій і лейкозів до раку крові та СНІДу. Можна відновити клітини печінки замість зруйнованих гепатитом або цирозом, вилікувати розсіяний склероз, хворобу Крона та інші аутоімунні захворювання. Список хвороб, які вже зараз лікують за допомогою клітинної терапії, давно перевалив за сотню.

Клітини тварин застосовують для «оздоровлення і омолоджування» з 1960-х років. Офіційна медицина ставиться до цього вельми скептично. Якщо «ексклюзивний дилер зарубіжної фірми» запропонує вам полікуватися клітинами «великої новозеландської чорної вівці» або чим-небудь схожим - тримайтеся від нього подалі.

Культури фібробластів (клітин сполучної тканини, вирощених з ембріональних клітин) застосовують у косметології, зазвичай в складі комплексного лікування, так що, наскільки це дійсно омолоджує шкіру, сказати важко.

Фетальні клітини (від лат. fetus - зародок) отримують з людських зародків у віці декількох місяців. Проти їх застосування заперечують в першу чергу з етичних міркувань (хоча набагато етичніше використовувати «абортивний матеріал» для лікування хворих, ніж спускати в каналізацію). Головний їхній недолік - те, що хоча в оболонках клітин зародка ще не до кінця сформувалися білки, що відповідають за тканинну сумісність, в чужому організмі вони проживуть не довше декількох місяців. В одних випадках цього досить для відновлення функції хворого органа (наприклад, при лікуванні опіків), в інших - процедуру доводиться регулярно повторювати. Крім того, цей метод, як і два попередніх, в Україні занадто часто застосовують в підпільних умовах і не надто чистими руками. Якщо Вам чи вашим близьким запропонують полікуватися фетальними клітинами - можна погодитися, але тільки якщо це буде офіційним клінічним експериментом в солідній клініці.

Ембріональні клітини отримують або із зародків на ранніх стадіях розвитку, або з "відходів" штучного запліднення. Зараз у світі виділено більше сотні ліній таких клітин. Продають їх по 10-20 штучок за цент, партіями по 2-3 мільйони. Якщо злити поживний розчин, то вийде приблизно одна сота грама клітин за $ 2000. Ембріональні клітини частіше застосовують для експериментів, а не для лікування людей: окрім проблеми відторгнення, хоча і менш вираженої, ніж у фетальних, ембріональні клітини схильні перероджуватися в ракові. Якщо Вам (на території СНД) запропонують полікуватися ембріональними клітинами - Вас гарантовано обманюють і насправді мають на увазі в кращому випадку фетальні.

Клітини пуповинної крові. Тут особисто Ви вже спізнилися, але якщо збираєтеся завести дітей чи онуків - раджу здати їх пуповинну кров у кріобанк. Зараз стовбурові клітини пуповинної крові використовують тільки для лікування захворювань кровотворної системи, але до того часу, коли сьогоднішнім новонародженим знадобляться запчастини, майже гарантовано будуть розроблені методи їх застосування для лікування найрізноманітніших хвороб, а можливо - і для виготовлення штучних органів. Ці клітини можна використовувати і для лікування родичів і навіть сторонніх людей: підібрати дорослого донора приблизно в тисячу разів складніше, ніж сумісні з чужим організмом стовбурові клітини новонародженого.

«Дорослі» стовбурові клітини зберігаються в багатьох тканинах організму і легко перетворюються в клітини тканин, що походять з того ж зародкового листка (зародок на одній з ранніх стадій розвитку - бластоциста - являє собою кульку з трьох шарів клітин). Але змусити їх перетворюватися на клітини «неспоріднених» тканин з кожним роком вдається все краще. Це найефективніший метод клітинної терапії: власні клітини не будуть відторгатися і перетворюватися на ракові, ніяких зайвих хвороб і мутацій у них немає, немає і етичних питань. Найперспективніше джерело таких клітин - кістковий мозок. Головний їхній недолік - те, що на виділення і розмноження до необхідної кількості потрібно декілька тижнів, а лікування тим ефективніше, чим раніше його почати. Але можна не чекати, поки вдарить грім, і заздалегідь зробити запас на чорний день.

Клоновані ембріональні клітини. Якщо ядро яйцеклітини, отриманої у жінки-донора, замінити ядром будь-якої Вашої клітини, домогтися того, щоб ця гібридна клітина почала ділитися, а після восьми-десяти поділів розбовтати ембріон у суспензію, отримана культура буде поєднувати абсолютну універсальність ембріональних клітин з сумісністю та безпекою власних. Головний недолік методу - те, що зараз одна лінія стовбурових клітин виходить приблизно з сотні оброблених яйцеклітин. Такі клітини будуть ідеальним матеріалом і для клітинної терапії, і для тканинної інженерії - у тих випадках, коли зараз для пересадки використовують вирізані з менш потрібного місця шкіра, зв'язки, ділянки кістки і т.д., і в тих, коли сучасна медицина безсила. А головне - терапевтичне клонування в близькому майбутньому зробить відносно доступним виготовлення штучних органів.

За матеріалами: popmech.ru.

 

Читайте також: