Эти «гениальные» стволовые клетки

В «Partner» № 7 (82) за 2004 год была опубликована статья журналиста Павла Вайнбойма «Стволовые клетки и регенеративная медицина». Статья вызвала интерес у читателей и в редакцию поступили просьбы рассказать о новых научных и практических достижениях по проблемам стволовой терапии в России и других странах мира. Сегодня мы публикуем статью, посвященную специальной сессии Российской академии медицинских наук (РАМН), на которой обсуждались проблемы получения и использования в медицинской практике стволовых клеток.

Современная медицина возлагает на стволовые клетки огромные надежды. Из этих клеток можно будет построить ткани любого человеческого органа. Современная биология и медицинская наука близки к широкому использованию стволовых клеток в практике лечения. Как хочется, однако,  употребить вместо слова «близки» слова «уже начали», но не будем выдавать желаемое за действительное и обнадеживать читателей. Использование стволовых клеток пока не вошло в медицинскую практику и находится на стадии экспериментов. Итак, о чем говорилось на сессии РАМН.

Вице-президент Российской академии медицинских наук Владимир Кулаков считает, что стволовые клетки обеспечивают страхование человеческой жизни, так как их применение в медицинской практике может содействовать регенерации больных органов и тем самым продлить жизнь и работоспособность человека.

Уникальное свойство клеток – их деление. Если ему предшествует слияние мужского и женского начала, то возникает человеческий эмбрион. На последующем этапе происходит появление универсальных эмбриональных стволовых клеток, пригодных для строительства ткани любого органа. Следующий шаг развития - дифференциация стволовых клеток, то есть разделение их на разновидности, в результате чего они приобретают свою узкую специализацию.

Немного истории. Впервые стволовые клетки были открыты в России еще в шестидесятых годах прошлого века Иосифом Чертковым и Александром Хризинштейном. Позднее их снова «открыли» в Америке. По мнению многих специалистов, XXI век станет временем широкого применения стволовых клеток в медицинской практике.

Президент РАМН Валентин Покровский уверен, что перспективы клеточной терапии огромны. Современная медицина вступает в новый период терапевтической эры, когда медики начнут пользоваться совершенно новой лечебной технологией. При этом недифференцированные стволовые клетки будут использоваться для замены трансплантатов. Академик В. Покровский надеется, что медики научатся получать и вводить в организм больного стволовые клетки, и в недалеком будущем наступит время, когда исчезнет  надобность в пересадке, например, почек и других органов.

Академик РАМН Сергей Колесников рассказал о механизме дифференциации стволовых клеток. При попадании недифференцированных стволовых клеток в ту или иную ткань человека они дифференцируются, получая узкую специализацию, и начинают развиваться как новые здоровые клетки данной ткани, заменяя тем самым больные клетки. Таким образом происходит процесс регенерации больного органа.

Академик РАМН Алексей Егоров обоснованно считает, что расшифровка генома человека явилась революционным прорывом в развитии современной науки. Эта задача по своей значимости была сопоставима с задачей освоения космоса. А сегодня такой же революционный прорыв происходит в клеточной биологии. Новые возможности клеточной терапии привлекают внимание биологов и медиков всего мира, так как открывают перспективы перехода к натуральным методам лечения и восстановления функций больных органов.

Академик РАМН Виктор Тутельян убежден, что использование новых технологий клеточной стволовой терапии уже в ближайшие годы позволит получить необычный лечебный эффект в неврологии, кардиологии, ортопедии и многих других областях медицины. В последние годы в России и многих развитых странах мира ведутся исследования по использованию стволовых клеток в регенеративной медицине.

В Великобритании, где несколько лет назад была клонирована овечка Долли, проводят эксперименты по использованию стволовых клеток для лечения болезни Альцгеймера и рассеянного склероза. Профессор Лондонского стоматологического института при Королевском колледже Пол Шарп разработал новый метод регенерации (выращивания) утраченных зубов с помощью стволовых клеток. Биолог из Саудовской Аравии Ильхам Абулджадьел, работающая в Великобритании, разработала уникальную технологию, позволяющую из пол-литра крови пациента всего за 3 часа изготовить из белых кровяных телец несколько миллионов стволовых клеток. Однако пока все эксперименты использования клеточной терапии на человеке находятся еще в начальной стадии и для эффективного внедрения стволовых клеток в медицинскую практику потребуется еще несколько лет.

Были заслушаны содержательные доклады также об успешном использовании клеточной стволовой терапии в различных областях медицины.

Академик РАМН Владимир Смирнов, талантливый биолог, работающий в кардиологии, поделился очень интересной информацией о перспективах применения стволовых клеток в кардиологии и ортопедии. В кардиохирургии уже достигнуты блестящие результаты. «Нужно ли будет и дальше давать преимущество скальпелю или лучше перейти к клеточной терапии?» - задает вопрос академик. Как только возникла жизнь, появилась и возможность гибели живого организма. Процесс эволюции предусмотрел какие-то естественные технологии, чтобы не дать возможности погибнуть организму. Что же имеется в виду? Например, у человека случился инфаркт миокарда. Погибла часть сокращающейся ткани сердечной мышцы (ишемический некроз сердечной мышцы). Нужно выйти из этой ситуации, которая угрожает жизни больного. Природа предусмотрела в тканях каждого органа человека, и в том числе в ткани сердечной мышцы, наличие некоторого запаса стволовых клеток. В случае небольшого инфаркта из этих стволовых клеток может образоваться новая здоровая ткань сердечной мышцы, которая заменит участок погибшей при инфаркте ткани. Другими словами, природа с помощью стволовых клеток создала некий механизм ремонта поврежденной ткани. При этом, особенно в молодом возрасте, имеющихся стволовых клеток может хватить, чтобы полностью восстановить сердечную ткань и обеспечить ее функцию сокращения. В случае тяжелого инфаркта стволовых клеток может не хватить, особенно если пациент уже в преклонном возрасте. И тогда может помочь только инъекция стволовых клеток, так как своими силами организм не может обеспечить нужное их количество для регенерации сердечной ткани после инфаркта. При этом стволовые клетки для инъекции должны быть получены от самого пациента с последующим размножением числа этих клеток до нескольких миллионов.

Другой пример: стволовые клетки используются для восстановления сломанных костей. Молодой пациент сломал кость ноги. Врач накладывает гипс, а всё остальное делает сам организм. Как же происходит срастание кости? К месту перелома подаются имеющиеся в организме человека специальные клетки, которые называются остеобластами. Эти клетки и формируют кость в месте перелома, и костная ткань ноги восстанавливается. И через месяц - полтора молодой пациент уже здоров. А если пациенту, который сломал ногу, уже 90 лет и остеобластов у него очень мало или совсем нет, и его организм не может самостоятельно справиться с регенерацией костной ткани в месте перелома? В этом случае остеобласты следует создать искусственно. И только тогда у старого человека кость срастается. Уже накоплен достаточный клинический опыт клеточной стволовой терапии для восстановления переломов костей у пожилых людей. Но бывают, как известно, очень опасные переломы. Для пожилого человека перелом шейки бедра может оказаться трагическим. Ведь в пожилом возрасте кости становятся хрупкими. Хрупкость кости – это результат остеопороза, то есть разряжения костного вещества. С годами у пожилых людей появляются клетки остеокласса, которые являются разрушителями костей, но не хватает остеобластов, восстанавливающих костную ткань. В этом случае в зону перелома вводят достаточную дозу стволовых клеток, которые дифференцируются в остеобласты, и сразу же начинается формирование костной ткани и сломанная кость срастается.

Стволовые клетки содержатся в костном мозге человека. Получив из костного мозга взвесь стволовых клеток, с помощью специальной технологии доводят их количество до необходимой дозы. Затем эту дозу стволовых клеток вводят в кровь пациента. Клетки с кровью поступают в то место, где необходимо провести регенерацию поврежденной ткани. В настоящее время с помощью стволовых клеток 150 пациентов в мире уже получили лечение при инфаркте миокарда. Но это только самое начало. Усилия ученых и практикующих врачей направлены на разработку новых технологий, связанных с восстановлением ткани сердечной мышцы после инфаркта. Последние технологии, которые были разработаны в Израиле и получили распространение во многих странах мира, сводятся к введению стволовых клеток в зону поврежденной сердечной мышцы. Эта операция осуществляется с помощью катетеров, управляемых компьютером. Академик Смирнов убежден, что в ближайшее время такая технология будет успешно использоваться при операциях на открытом сердце (при открытой грудной клетке). Стволовые клетки с помощью шприца будут вводиться в те места, где сердечная мышца плохо сокращается. При этом количество уколов может достигать нескольких десятков. При использовании такой технологии происходит восстановление ткани сердечной мышцы и ее функциональной деятельности.

В ряде стран эксперименты со стволовыми клетками на людях не разрешены. Но в то же время известно, что в мире уже сделано более 3.000 операций с использованием стволовых клеток при 45 самых различных заболеваниях. Имеются серьезные  ожидания по использованию клеточной стволовой терапии в неврологии. Известно, что лечить инсульт чрезвычайно сложно. Тут исход лечения во многом зависит от того, как «расположены звезды». В настоящее время проводятся многочисленные эксперименты на животных по использованию клеточной стволовой терапии для лечения инсульта с помощью стволовых клеток, взятых от человека. Было получено 80-ти процентное восстановление полностью обездвиженных крыс, у которых был вызван искусственный инсульт. А как это произойдет у людей, пока сказать трудно, но уровень ожиданий чрезвычайно высок. Остаются только надежды на клеточную стволовую терапию, которая сможет привести к восстановлению нервных клеток и функций мозга человека после инсульта. Значит, нужно ждать пока закончится стадия экспериментов и метод получит одобрение медицинского сообщества.

Медики возлагают также надежды на использование стволовых клеток при регенерации хрящей суставов. Например, износ или повреждение хряща тазобедренного сустава обычно требует сложной хирургической операции. Только в Америке производится 800 тысяч операций в год по замене изношенного тазобедренного сустава на искусственный. Если же взять из костного мозга пациента стволовые клетки, размножить их до нужного количества и в виде суспензии ввести в суставную сумку, то произойдет полное восстановление слоя погибшего хряща и хирургическая операция не понадобится.

Вместе с тем, академик Смирнов рекомендовал при неизбежных ортопедических операциях не выбрасывать удаляемые части скелета человека, в костном мозгу которых содержатся стволовые клетки пациента. Эти клетки можно выращивать, замораживать, а затем использовать для клеточной стволовой терапии, если в жизни данного пациента возникнет такая необходимость Исследователи всё время ищут новые способы получения стволовых клеток. Академик Смирнов считает, что весьма перспективным является способ получения костных клеток из жира пациента: обычно его более чем достаточно у людей старше 50 лет. Иногда полные женщины делают специальные операции по удалению лишнего жира. Исследователи открыли способ получения из жира клеток, которые затем с помощью специальной технологии превращаются в стволовые клетки пациента.

Другой способ заготовки стволовых клеток еще в молодом возрасте (до 50-ти лет) - это использование костного мозга, в котором содержатся стволовые клетки. Необходимо взять 25 кубиков костного мозга человека, очистить его, размножить и сохранить эти «гениальные» клетки. Заготовка собственных стволовых клеток дает возможность опередить биологические часы, заглянуть вперед в будущее и быть уверенным в том, что в случае возникновения опасных заболеваний тебя спасет клеточная терапия. Такие болезни, как инфаркт миокарда или инсульт, не дают времени для заготовки стволовых клеток. Тут нужно немедленно разморозить имеющиеся стволовые клетки конкретного пациента и передать их в клинику, куда доставили больного на излечение. Только это и может спасти его.

Вице-президент РАМН Владимир Кулаков рассказал, как можно еще при рождении ребенка сразу застраховать его будущую жизнь необходимым запасом стволовых клеток. Оказалось, что стволовые клетки новорожденного содержатся в большом количестве в плацентарной и пуповинной крови. Когда рождается ребенок, отсекают пуповину. И вот в этом отрезке, в пупочном канатике, и в самой плаценте имеется большое количество стволовых клеток. В настоящее время в России, да и во многих странах мира, создаются так называемые банки стволовых клеток. Эти собственные стволовые клетки могут успешно использоваться в течение жизни человека для клеточной стволовой терапии при возникновении тех или иных опасных заболеваний. Поэтому при рождении человека следует запасать его собственные стволовые клетки. Ведь до настоящего времени при родах пуповину, плаценту и плацентарную кровь просто выбрасывали или, как говорят, утилизировали. А сейчас – это бесценный материал, гарантирующий здоровье и жизнь человека.

В пуповинной крови младенца содержится в тысячу раз больше стволовых клеток, чем в организме пожилого человека. Например, в Москве и в Московской области ежегодно происходит 110 тысяч родов. А это значит, что уничтожается, согласно инструкции, 110 тысяч пуповин и плацент как естественный отход. Уничтожается такое богатство! Если сберечь его, то только в этом регионе здоровье 110 тысяч детей было бы застраховано на долгие годы. Как же быть? Нужны криобанки для хранения стволовых клеток. Но для создания таких банков требуются значительные средства. Во многих странах мира такие банки уже успешно функционируют. Взяв кровь из пуповины, ее в специальном герметичном сосуде кладут в контейнер и отправляют в банк. В банке стволовые клетки помещают в жидкий азот и они могут храниться годами. Клетки понадобятся, когда их хозяин заболеет и возникнет опасная ситуация. Академик Кулаков надеется, что в недалеком будущем и в России будет создана целая сеть криобанков для хранения собственных стволовых клеток.

 Академики РАМН Сергей Колесников и  Алексей Егоров убеждены, что создание криобанков и использование клеточно-стволовой терапии совершат революционный прорыв в современной медицине и обеспечат страхование здоровья человека. Но для успешного внедрения в медицинскую практику стволовых клеток нужно решить организационные, научные и законодательные проблемы. Уже сегодня существуют подпольные «специалисты» по использованию стволовых клеток для «лечения» любых болезней. А тяжело больные люди платят огромные деньги шарлатанам в надежде на исцеление.

Президент РАМН Валентин Покровский убежден, что в России и других странах должна быть создана законодательная база по проблеме использования стволовых клеток в медицинской практике.

А пока люди всего мира с надеждой ждут осуществления медицинского чуда XXI века, когда клеточная стволовая терапия войдет в широкую практику и регенеративная медицина будет успешно избавлять больных людей от страданий и продлевать их жизнь.

Павел Вайнбойм, Дюссельдорф