МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Каждый организм состоит из огромного количества клеток. Сложно поверить, что все мы произошли только от одной оплодотворенной яйцеклетки. Она дала начало всему что у нас есть. Подобно ей, стволовая клетка дает начало множеству клеток нашего организма. Впервые она была описана А. Максимовым в 1909 году и с тех пор мы научились ей пользоваться для спасения жизни больных. Эта уникальная клетка практически универсальна. Благодаря этому свойства существует возможность применять ее для лечения многих заболеваний. В данной статье, будут рассмотрены основные виды стволовых клеток и их использования в медицине. Так же, уделено внимание проблемам, связанным с их использованием.

Итак, что представляет собой стволовая клетка?

Это мультипотентная клетка, образованная в результате деления зиготы. Сначала, все клетки одинаковы, и нет возможности точно сказать, какой ряд получится из данной клетки. Так же все клетки имеют возможность, закрепленную в ДНК, на реализацию любого потенциала. Например, каждая стволовая клетка имеет ген, ответственный за выработку инсулина, однако только взрослые клетки поджелудочной железы способны его синтезировать.

Стволовые клетки условно разделяют на гемопоэтические или кроветворные (СКК) и мезенхимальные, которые дают начало соединительной ткани, эндотелию и гладким мышцам. Разделение условно, так как клетки не дифференцированы, и одна и та же, при определенных условиях, может стать той или иной необходимой для организма.

И те, и другие клетки впервые обнаруживаются у зародыша, и поэтому называются эмбриональными. Их количество довольно велико у младенцев и детей, и неуклонно снижается с возрастом, чем и объясняется замедление восстановления у пожилых людей. Этим и пользуются ученые, выделяя стволовые клетки и пуповинной крови.

И все же, в чем заключается особенность гемопоэтических клеток и где это применяют?

В первую очередь, кроветворной клеткой называют ту клетку, которая дает начало всем клеткам крови. Со временем она дифференцируется и образует определённые гистогенетические ряды для лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов. Все эти, казалось бы, разные клетки произошли от одной единственной. Гемопоэтическая клетка является наименее незрелой. Процесс ее созревания и кроветворения начинается непосредственно в красном костном мозге под действием определённых его компонентов таких как макрофаги, ретикулоциты, цитокины и факторы роста.

Так как же их получают и применяют?

Стволовые гемопоэтические клетки, как и мезенхимальные применяют для трансплантологии, получая их из костного мозга и пуповинной крови. Важная особенность стволовых клеток заключается в том, что при введении в кровь внутривенно они сами находят то место, где было угнетено кроветворение и оседают там. Размножаясь, они восстанавливают необходимые клетки и их функции. Это особенно удобно, когда невозможно выявить точный очаг поражения или их несколько. Несомненно, этот факт является неоспоримым преимуществом использования стволовых клеток.

Гемопоэтическими клетками лечат лейкозы - острые или хронические заболевания кроветворения. [3]

В России уже были проведены успешные операции по трансплантологии стволовых кроветворных клеток для лечения сахарного диабета первого типа, цирроза печени, ДЦП и других.

Таким образом, кроветворные стволовые клетки имеют широкий диапазон применения. Лечение ими может спасти многие жизни. Однако цена за это слишком высока. Даже простой забор стволовых клеток будет стоить более ста тысяч рублей. Определенно, это не каждому по карману, следовательно, не имеет большой популярности и массового использования.

Чем мезенхимальные стволовая клетка отличается от гемопоэтической?

По своей природе мезенхимальные стволовые клетки (МСК) и кроветворные имеют общего предка. Однако в процессе дифференцировки они пошли по разным путям гистогенеза. Таким образом, МСК дает начало собственно соединительной ткани, клеткам, выстилающим сосуды и другим производным мезенхимы.

Соответственно получение ее будет такое же, но применение будет отличаться. Мезенхимальные стволовые клетки так же используют для лечения многих заболеваний весьма успешно. Например, их применяют для лечения болезней сердца, например, ишемий и инфарктов миокарда. Так как костная ткань тоже является производной мезенхимальной стволовой клетки, то их можно применять для лечения болезней остеогенеза и восстановления повреждений костей. [4]

Благодаря своей способности подавлять клеточный иммунитет, МСК используют для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как системная красная волчанка, артриты, ревматизм и другие. [1]

Наиболее широко мезенхимальные стволовые клетки нашли свое применение в лечении ожогов и дефектов кожи.

В исследовании, проведенном на доклиническом этапе применения МСК была проведена оценка скорости заживления ран, в зависимости от типа МСК. Так, было выявлено что при применении аллогенных фибробластоподобных мезенхимальных клеток скорость была наивысшая. Это объясняется тем, что фазы регенераторного процесса сокращались, благодаря уменьшению сроков клеточной инфильтрации, повышению темпов образования новых сосудов и грануляционной ткани. Все это подтверждают описанные выше свойства стволовых и мезенхимальных клеток в частности. [2]

Итак, использование мезенхимальных стволовых клеток так же имеет многие преимущества. Широкая распространенность дефектов тканей, производных мезенхимы дает возможность максимально использовать потенциал МСК. Однако снова возникает проблема с ценой, что ограничивает круг лиц, способных получить этот вид лечения.

Начало формы

Несмотря на перечисленные достоинства и перспективы применения стволовых клеток могут возникнуть определенные проблемы и трудности их применения.

Во-первых, всем известно, даже переливание одногруппной крови может привести к летальным последствиям. Неужели при введении в организм абсолютно отличных по антигенной структуре клеток нет никаких последствий? Дело в том, что стволовые клетки, в частности мезенхимальные обладают способностью подавлять иммунную систему человека. Так же, они специфически воздействуют на Т-лимфоциты, главные агенты клеточного иммунитета, лишая их рецепторов к ним. Это позволяет применять стволовые клетки не только аутогенные, но и аллогенные. Однако такое возможно только с клетками, полученными из пуповинной крови, при этом пересадка зрелого костного мозга может вызвать серьезные проблемы при отсутствии гистологической совместимости. Чтобы избежать этого, в настоящее время существует идея со сбором пуповинной крови для конкретного человека сразу после рождения и помещения ее в банк, которая потом и будет использоваться для его лечения. Следовательно, отпадет необходимость в доноре и подборе подходящих вариантов по совместимости. [1]

Во-вторых, в основном эти клетки получают из пуповинной крови, возможно ли через них перенести инфекции от ребенка донора, и не принесет ли это ему вред? Следует знать, что при данном виде получения крови инфицирование не происходит, а, следовательно, это безопасно. Так же, для ребенка это тоже не несет никакого вреда, поскольку пуповинную кровь получают из пупочной вены, которая зарастает вскоре после родов. Кровь собирается иглой и вместе с вышедшей плацентой отправляется в банк столовых клеток для заморозки и дальнейшего хранения.

В-третьих, важно знать, что чем менее дифференцированы клетки, тем больше их способность к самоподдержанию, а, следовательно, их легче сохранить. Это влияет на срок хранения клеток в банке. Так же, с возрастом клетки утрачиваю способность к неограниченному делению, что следует учитывать при введении клеток в организм. [5]

Пожалуй, самая важная проблема связана с этическими вопросами применения стволовых клеток, выращенных в эмбрионе. С одной стороны, эти эмбрионы получают по методике Я. Вилсмута, когда ядро клетки человека переносится в лишенную ядра яйцеклетку, которая в дальнейшем образует зиготу и бластоцисту с большим количеством мультипотентных стволовых клеток. Данная методика лишена этических ограничений, так как фактически искусственно оплодотворенная яйцеклетка никогда не сможет стать человеческим организмом. С другой стороны, есть потенциальная возможность использовать ее для клонирования человека, что запрещено законодательством всех стран мира. Несомненно, что стволовые клетки, полученные другим путем, имеют право обходить этические ограничения в том случае, если от их использования зависит жизнь человека.

В добавление ко всему, хотелось бы еще раз обратить внимание на то, что ни поиск совместимости, ни срок хранения не является главной проблемой, ограничивающей использование стволовых клеток. Как уже упоминалось ранее, все зависит от огромной стоимости данных процедур.

К комплексу самой процедуры обаятельно входит тестирование на антигенную гистосовместимость и оценка иммунного статуса донора, что так же приносит дополнительные неудобства.

Так же, для проведения процедуры интрадермальной фибробластной культуры при лечении ран и рубцов необходима дополнительное обследование и получение врачом дополнительной квалификации.

Таким образом, в данной статье была рассмотрена проблема использования стволовых клеток. Мы убедились, что показания для их использования очень широки и положительные эффекты от лечения перевешивают возможные летальные последствия. Так же, с технологическими сложностями вероятно ученые справятся в ближайшем будущем.

Список литературы:

1. Айзенштадт А. А., Смолянинов А. Б., Багаева В. В., Супильникова О. В., Смирнова С. А., Самойлович М. П., Климович В. Б. Исследование иммуномодулирующих свойств мезенхимальных стволовых клеток человека in vitro//Здоровье – основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения. Т.8 №2. 2013 – 659 с.
2. Бельская Л. Н., Семенова В. М., Лисяный Н. И., Стайно Л. П., Егорова Д. М. Пролиферативный и дифференцировочный потенциал мезенхимальных стволовых клеток из жировой ткани в условиях культивирования// Український нейрохірургічний журнал №3. 2014. – 24 с.
3. Гаряев П.П. Стволовые клетки и их применение//Медицина. №11. 2009. – 5 с.
4. Калинина Н. И., Сысоева В. Ю. Рубина К. А. Мезенхимальные стволовые клетки в процессах роста и репарации тканей. Статья. // Acta Naturae Т.3 №4. 2011. – 32 с.
5. Петрова Д. Ю., Подгайский В. Н., Недзьведь М. К., Анищенко С. Л., Мечковский С. Ю., Зафранская Возможность восстановления поврежденных периферических нервов при трансплантации мезенхимальных стволовых клеток//Международные обзоры: клиническая практика и здоровье. М.№ 5. 2014.- 21 с.