Как 20 лет тому назад вопрос клонирования или искусственного оплодотворения, тема ЭСК сегодня ? одна из наиболее обсуждаемых и полемических. В некоторых странах блокируют всяческую возможность исследования подобных тем, в других пытаются законодательно регулировать их, в третьих существуют различные предпосылки к спекулированию данной темой. Безусловно, этим материалом мы не сможем расставить все по углам. Скорее, даже наоборот ? зародим множество сомнений, что, возможно, подтолкнет многих к более внимательному и критичному отношению к этой теме: всё знают, когда ничего не знают, ? со знанием приходит сомнение…
Что такое стволовые клетки?
Стволовые клетки — это клетки, обнаруженные у большинства многоклеточных организмов, для которых характерной особенностью является их способность к самовоспроизведению с дальнейшей дифференциацией в различные типы специализированных клеток. Стволовые клетки, считают исследователи, могут помочь восполнить недостаток других клеток, которые были повреждены в результате заболевания, травмы или естественного износа. При делении стволовой клетки каждая новая клетка получает возможность либо остаться стволовой, либо же превратиться в клетку другого типа, обладающую более специализированными функциями, как, например, нервные клетки, клетки кожи или красные кровяные тельца…
Сам термин «стволовая клетка» был введен в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым (1874–1928), который постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества гематологов в Берлине 1 июня 1909 г. он ввел понятие «stammzelle» (нем.), подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении слова как клетку, способную быть стволовой в современном понимании (Maximow A., 1909). Исследования же в области изучения стволовых клеток возникли как следствие работ канадских ученых — Эрнеста МакКуллоха (Ernest A. McCulloch) и Джеймса Тилла (James E. Till) в 1960-х годах, а затем и Дональда Меткалфа (Donald Metcalf) с сотрудниками в 1970-х годах (
Все эти разновидности стволовых клеток обладают такими свойствами, как способность к продолжительному выживанию, делению и самовоспроизведению, а также отсутствие у них какой-либо специализации («tabula rasa») и способность впоследствии развиваться в специализированные типы клеток (Friedenstein A.J. et al., 1974; Friedenstein A.J., Gorskaja J.F., Kulagina N.N., 1976;
ЭСК являются плюрипотентными стволовыми клетками, то есть способными дифференцироваться во все типы (все три типа зародышевых листков — эктодерму, эндодерму и мезодерму) (
Вместе с тем с обнаружением и выделением стволовых клеток возник ряд вопросов этического характера. Отчасти причиной этого является то, что большинство известных способов извлечения стволовых клеток сопровождается деструктивными действиями. Правда, к настоящему времени было разработано еще несколько источников их получения. Так, 23 августа 2006 г. в онлайн-выпуске журнала «Nature» было опубликовано письмо д-ра Роберта Лэнза (Robert Lanza), медицинского директора компании «Advanced Cell Technology Inc.» (Вустер, Массачусетс), в котором он заявил, что его команда нашла способ извлечения ЭСК, позволяющий избежать деструкции эмбриона (
В то же время с использованием стволовых клеток в терапии заболеваний, кроме этических, существует еще и ряд технических проблем, как, например, реакция «трансплантат против хозяина» (graft-versus-host disease — GVHD), связанная с аллогенной трансплантацией стволовых клеток (allogeneic stem cell transplantation). Однако эти вопросы, связанные с тканевой совместимостью, могут быть решены путем использования стволовых клеток, взятых у той же самой взрослой особи (аутологическое донорство), путем терапевтического клонирования, хранения стволовых клеток пуповинной крови в специальных криобанках или же перепрограммирования соматических клеток (например получение iPSC).

Питер Брейгель Старший, «Вавилонская башня», 1563 г. (Музей истории искусств; Вена, Австрия)
В настоящее время продолжаются также исследования по снижению вероятности отторжения дифференцированных клеток, полученных из ЭСК. Одна из возможностей предотвратить такое отторжение — это создать ЭСК, генетически идентичные пациенту, которому их подсаживают. Это возможно посредством терапевтического клонирования — пересадки ядер соматических клеток, при которой из яйцеклетки (ооцита) изымают ядро и заменяют ядром с ДНК реципиента. После многих митотических делений культуры данная клетка образует бластоцист (раннюю стадию эмбриона, состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК, почти идентичной таковой у реципиента. В ноябре 2008 г. в журнале «Science» группа американских ученых из Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute) во главе с Конрадом Хохедлингером (Konrad Hochedlinger) разработала новый метод получения стволовых клеток, который предполагает преобразование соматической клетки в стволовую с помощью аденовирусных векторов (
Это позволяет проводить исследование эффективности терапии с помощью стволовых клеток, например, возрастной макулопатии, при которой погибшие клетки макулы (колбочки, ответственные за цветное зрение и различение мелких деталей) планируется заменять в ходе хирургической операции новыми клетками, выращенными из ЭСК. По мнению исследователей из Института офтальмологии Университетского колледжа Лондона (Institute of Ophthalmology University College London) и лондонской офтальмологической больницы Мурфилдс (Moorfields eye hospital), через 6–7 лет подобная операция может стать рутинной и будет продолжаться около часа (
Использование стволовых клеток вне эксперимента, кроме отторжения, может быть связано с еще одной проблемой — загрязнением этих клеток реактивами, используемыми для их выращивания в клеточной культуре. Так, в онлайн-выпуске журнала «Nature Medicine», опубликованном 24 января 2005 г., появилась статья, в которой отмечалось, что человеческие ЭСК из Центра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (Federally Funded Research and Development Centers — FFRDCs) контаминированны частицами молекул животного происхождения, попавшими из среды, применяемой для культивирования клеток, которые используются для поддержания плюрипотентности активно делящихся клеток. Это порождает ряд проблем; в частности, оказалось, что сиаловая кислота животного происхождения, как считают ученые из Калифорнийского университета (University of California, Сан-Диего), сужает возможности применения ЭСК с терапевтической целью (
Перемен, мы ждем перемен
Однако кроме этических и биологических проблем, перед исследователями возникает также ряд юридических вопросов. Так, в Японии, Сингапуре, Израиле и Корее разрешены исследования в области клонирования стволовых клеток; в Великобритании терапевтическое клонирование разрешено в научно-исследовательских целях и включено в Акт об оплодотворении и клонировании человека (
Что касается США, то лишь в марте 2009 г. президентом Бараком Обамой был снят запрет на государственное финансирование исследований стволовых клеток (US scientists relieved as Obama lifts ban on stem cell research, 2009;
На международном уровне в декабре 2003 г. в ООН от Коста-Рики поступило заявление, в котором представители страны обратились к государствам-членам с предложением «запретить все формы человеческого клонирования, поскольку они не соответствуют принципам человеческого достоинства и защиты жизни человека» (
FDA одобряет…
Благодаря таким свойствам ЭСК, как пластичность и потенциально неограниченная способность к самовоспроизведению, они все чаще рассматриваются как объекты для применения в регенеративной медицине, где с их помощью можно было бы проводить замену изношенных тканей либо восстанавливать потерю таковых. Заболевания, при которых потенциально может быть использовано свойство плюрипотентности, включают гематологические, иммунологические, генетические заболевания, злокачественные новообразования, юношеский диабет, болезнь Паркинсона, слепоту и повреждения спинного мозга. 23 января 2009 г. клинические исследования I фазы по трансплантации популяции клеток — предшественников человеческой стволовой клетки (human-ES-derived) у больных с травмами позвоночника и спинного мозга получило одобрение Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами США (Food and Drug Administration — FDA) (
Неголословным и наглядным примером важности исследования безопасности подобных методов терапии стал случай, описанный сотрудниками Исследовательского онкологического центра медицинского центра им. Хаима Шиба (Cancer Research Center, Sheba Medical Center; Рамат-Гане, Израиль) и Медицинской школы Саклера (Sackler School of Medicine) Тель-Авивского университета (Tel Aviv University; Тель-Авив, Израиль). Израильский мальчик, страдающий редкой наследственной болезнью атаксия-телеангиэктазия (ataxia-telangiectasia; синдром Луи-Бар), в 2001, 2002 и 2004 г. в возрасте 9, 10, 12 лет соответственно получал в Москве лечение стволовыми клетками, вводимыми инъекционно. Спустя 2 года после терапии, в 14-летнем возрасте, при томографическом исследовании были обнаружены опухоли в спинном и головном мозгу. В ходе анализа генов клеток опухоли обнаружился ее химерный характер — опухоль составляли не только клетки пациента, но и клетки по крайней мере двух разных доноров стволовых нервных клеток. О данном случае в феврале 2009 г. в медицинском журнале «PLOS Medicine» была опубликована статья, авторы которой подчеркивают, что это первый случай доказанного образования опухоли из клеток донора при трансплантации нервных клеток. Однако авторы статьи не утверждают, что именно трансплантация вызвала развитие опухоли. Они отмечают, что болезнь, которой страдает пациент, часто сопровождается появлением опухолей в спинном и головном мозгу. Другое дело, что в данном случае трансплантация могла так или иначе обусловить этот процесс. В заключении авторы статьи подчеркивают: «наше исследование не предполагает запрещения работ, связанных с лечением стволовыми клетками. Оно, однако, настоятельно рекомендует проведение широких исследований биологических основ эмбриональной терапии, глубокого и детального доклинического анализа в каждом случае, в особенности в отношении безопасности пациента. Это должно максимизировать пользу и минимизировать риски» (
Несмотря на теоретически многообещающие выгоды, эффективность терапии с использованием стволовых клеток даже в эксперименте оказывается еще менее успешной. Так, независимо от того, какие стволовые клетки использовались — нервного ряда, гематопоэтические, стромы костного мозга, эмбриональные или индуцированные плюрипотентные, — результат оказывался один: значительную часть этих клеток ждала быстрая гибель вскоре после трансплантации.
Анализ трех методик доставки клеток к спинному мозгу (люмбальной пункции, внутривенной инъекции и непосредственного введения в спинной мозг), проведенный специалистами из медицинского колледжа Университете Дрекселя (Drexel University College of Medicine; Филадельфия, США), показал, что через три недели после манипуляции приживление стромальных костномозговых клеток в спинном мозгу было неэффективным во всех трех случаях (Scudellari М., 2009). Аналогичные результаты были получены сотрудниками Университета Калгари (University of Calgary) — 95% подсаживаемых стволовых клеток попросту гибнут, хотя добавление коктейля из факторов роста, противовоспалительных средств и иммуносупрессантов позволило в одном из исследований добиться 40% выживаемости стволовых клеток (
В поисках лучших методик доставки стволовых клеток исследователи стали выходить за рамки обычных инъекций. Так, одним из новых подходов является помещение клеток в инертную матрицу из гидрогелей, натуральных или синтетических не растворимых в воде полимеров. Они могут быть использованы как своеобразные леса вокруг спинного мозга, на которых стволовые клетки могут быть зафиксированы и откуда начать свой рост (Zahir T., Nomura H., Guo X.D. et al., 2008). Эта методика улучшила выживаемость клеток in vivo, но не повлияла на восстановление функций у животных. Кроме того, фиксация трубки к спинному мозгу является высокоинвазивным вмешательством, возможные риски при котором могут перевешивать возможные благоприятные эффекты. Также опасно и непосредственное введение клеток в спинной мозг. Таким образом, в экспериментах на животных получены очень скромные результаты эффективности использования стволовых клеток, отмечает Меган Скуделлари в опубликованной в конце 2009 г. в журнале «Nature» статье (Scudellari М., 2009).
Несколько исследований по изучению эффективности стволовых клеток с участием человека было проведено в России, Бразилии и Японии. В них преимущественно использовались стволовые клетки, полученные из крови или костного мозга самого пациента, однако организация большинства из них не соответствует стандартам FDA в плане контроля, точности документации и длительности наблюдения. Кроме того, повреждения спинного мозга характеризуются крайне высокой вариабельностью самостоятельного восстановления в течение первых трех месяцев, что для получения достоверных результатов требует вовлечения в исследование нескольких сотен пациентов.
Исследования эффективности стволовых клеток в лечении заболеваний сердца, в отличие от таковых спинного мозга, ведутся в Европе и Северной Америке. В первых исследованиях клеток костного мозга и миобластов, введенных в ткань сердца, ученые ожидали увидеть их дифференциацию в кардиомиоциты, однако этого так и не произошло. Единственными клетками, продемонстрировавшими способность превращаться в кардиомиоциты, оказались ЭСК и индуцированные клетки-предшественники. Так же, как и в ситуации со спинным мозгом, большая часть введенных стволовых клеток обычно почти сразу же погибает. Во время II фазы рандомизированного двойного слепого клинического исследования, проводившегося в 21 академическом госпитале Европы в 2002–2006 гг., было показано, что прямое их введение в сердце является плохо воспроизводимым, а кластеры прижившихся стволовых клеток повышают риск развития сердечной аритмии (
Вместе с тем, несмотря на многочисленные поражения, ученых это не останавливает: по состоянию на 14 мая 2010 г. по запросу «stem cells» в регистре клинических исследований Национального института здоровья США (National Institute of Health)
Пока же развитые страны проводят исследования эффективности и безопасности применения стволовых клеток, в ряде неевропейских стран «медицина» стволовых клеток бурно развивается: существующее множество клиник в Китае, Индии, Южной Корее и Бразилии предлагает всем желающим пройти лечение стволовыми клетками, в том числе и эмбриональными. Так, в Индии некто доктор Гита Шрофф (Geeta Shroff) предлагает пройти лечение ЭСК; один курс лечения обходится пациенту в 30 тыс. фунтов стерлингов (
Коментарі
Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим