Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки – это клетки-предшественники всех клеток и тканей нашего организма. Стволовые клетки способны поддерживать свою численность с помощью деления и обладают способностью дифференцироваться (превращаться) в различные типы клеток.

Когда стволовые клетки делятся,  они могут формировать больше себе подобных клеток или больше других типов клеток. Например, стволовые клетки кожи могут сформировать больше стволовых клеток кожи или они могут сделать больше дифференцированных клеток кожи, которые имеют свои собственные конкретные функции, такие как выработка пигмента меланина.

Стволовые клетки человека условно разделяют на гемопоэтические и мезенхимальные.

Гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки (ГСК) образуют разнообразие клеток крови, определяющих иммунитет, борющихся с инфекциями, переносящих кислород и участвующих в процессах свертывания крови. История клинического применения гемопоэтических стволовых клеток началась более 60 лет назад, и сейчас трансплантация гемопоэтических стволовых клеток - метод первого выбора при лечении гематологических, некоторых онкологических и ряда иммунологических и наследственных заболеваний.

Мезенхимные (стромальные) стволовые клетки (МСК) способны превращаться в клетки костной, хрящевой, соединительной ткани, формировать элементы кровеносных сосудов. Кроме восполнения утраченных элементов этих тканей, мезенхимальные стволовые клетки синтезируют большой набор биологически активных веществ, с помощью которых могут изменять поведение других типов клеток, например, клеток иммунной системы.

Гемопоэтические стволовые клетки можно получить из костного мозга, периферической крови (после введения специальных препаратов) и из пуповинной крови. Если в первые десятилетия практически единственным источником служил костный мозг, то с 1988 года -  с момента первой (и сразу успешной) трансплантации пуповинной крови профессором E. Gluckman мальчику с анемией Фанкони – пуповинная кровь заняла достойное место в современной трансплантологии.

Но даже в менее «экстремальных» ситуациях, при возможности подбора донора костного мозга, предпочтение может быть отдано именно трансплантации пуповинной крови - за счет сниженных рисков отторжения и возникновения реакции трансплантат против хозяина (РТПХ). Поэтому пуповинная кровь становится все более востребованным источником гемопоэтических стволовых клеток для трансплантации, и на сегодняшний день, по данным WorldMarrowDonorAssociation (WMDA), проведено более 30 000 трансплантаций пуповинной крови.

Такие биологические функции мезенхимальных стволовых клеток сделали их востребованным источником для регенеративной терапии: к концу 2017 года в международной базе клинических испытаний зарегистрировано более 780 исследований с использованием МСК (https://clinicaltrials.gov). Многообещающие результаты были получены при применении МСК для восстановления тканей при травмах опорно-двигательного аппарата, язвах и ожогах, для профилактики и/или лечения реакции трансплантат против хозяина при онкологических заболеваниях, при терапии иммунопатологических процессов, ишемии нижних конечностей, патологии сердечно-сосудистой системы, дегенеративных процессов в хрящевой ткани и даже в реконструктивной стоматологии. Важно, что по результатам всех клинических исследований применение МСК не приводит к возникновению серьезных побочных эффектов.

В качестве основных источников получения мезенхимальных стволовых клеток выступают костный мозг, жировая ткань и ткани пуповины. В отличие от МСК костного мозга и жировой ткани, мезенхимальные стволовые клетки пуповины – это молодые клетки, не подвергавшиеся действию негативных факторов внешней среды и поэтому обладающие высокой функциональной активностью.

Существует несколько источников стволовых клеток человека:

• костный мозг;
• жировая ткань;
• периферическая кровь;
• пуповинная кровь (забор стволовых клеток пуповинной крови производится только в момент рождения ребенка)
• ткань пуповины

Почему стволовые клетки важны для вашего здоровья?

Когда мы получаем травму или заболеваем, наши клетки тоже повреждаются или погибают. Когда это происходит, стволовые клетки активируются. Стволовые клетки обеспечивают восстановление поврежденных тканей и заменяют старые и отмирающие клетки. Таким образом, наши стволовые клетки поддерживают наше здоровье и предотвращают наше преждевременное старение. Стволовые клетки  - наша собственная армия микроскопических врачей.

Какие существуют виды стволовых клеток?

Существует много различных видов стволовых клеток. Ученые считают, что каждый орган нашего тела имеет свой собственный специфический тип стволовых клеток. Например, наша кровь происходит из стволовых клеток крови (также известных как гемопоэтические клетки). Однако стволовые клетки присутствуют и на самых ранних этапах развития человека, и когда ученые выращивают эти клетки в лабораторных условиях, их называют эмбриональными стволовыми клетками.

Причиной, по которой ученые заинтересованы в эмбриональных стволовых клетках, является то, что  работа эмбриональных стволовых клеток заключается в создании каждого органа и ткани в нашем организме во время нашего развития. Это означает, что эмбриональные стволовые клетки, в отличие от взрослых стволовых клеток, потенциально могут сформировать  любую клетку из сотен различных типов клеток человека. Например, в то время как стволовые клетки крови могут производить только клетки крови, эмбриональные стволовые клетки могут формировать клетки крови, кости, кожи, мозга, и так далее.

Что такое индуцированные плюрипотентные стволовые клетки?

Ученые и врачи очень рады новому типу стволовых клеток, которые называются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS). Рады потому, что эти клетки имеют почти все те же свойства, что и эмбриональные стволовые клетки, но происходят они не из эмбриона. Это снимает многие этические проблемы, связанные с практическим применением стволовых клеток. Кроме того, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки получают из дифференцированных клеток самого пациента, а это означает, что iPS клетки могут быть возвращены пациенту без риска иммунного отторжения, что очень важно для  любой трансплантации стволовых клеток.

 Что нас ждет в будущем? Как стволовые клетки могут изменить процесс лечения?

В природе главная задача стволовых клеток - это замена больных или старых клеток на новые. Ученым пришла идея использования стволовых клеток в качестве терапии для пациентов с широким спектром медицинских заболеваний. Идея заключается в том, чтобы внести  стволовые клетки или дифференцированные клетки, происходящие из стволовых клеток,  в организм пациента, и таким образом использовать естественную способность стволовых клеток исцелять для излечения пациента. Например, цель трансплантации стволовых клеток в качестве терапии пациенту с инфарктом заключается в том, чтобы пересаженные стволовые клетки восстановили поврежденные ткани сердца. Запас стволовых клеток взрослого человека очень невелик,  и поэтому мы обладаем ограниченными возможностями для восстановления нашего поврежденного организма.

Возвратимся к примеру сердца. Собственные стволовые клетки сердца самостоятельно просто не в состоянии восстановить ущерб от инфаркта, но пересадка миллионов стволовых клеток обладает гораздо более мощным потенциалом к обновлению поврежденных тканей. Поэтому, трансплантируя пациентам стволовые клетки, мы повышаем способность организма  к самоисцелению, достижение которого лежит за пределами возможностей ограниченного количества наших собственных стволовых клеток. Некоторые проблемы требуют разрешения до того, как лечение стволовыми клетками станет более распространенным методом, включая вопросы безопасности (так как стволовые клетки могут потенциально формировать опухоли), а также проблемы иммунного отторжения.

Несмотря на это, стволовые клетки, вероятнее всего, усовершенствуют медицину и, вполне возможно, что через одно или два десятилетия большинство из нас будут знать кого-то или будут теми, кто получил трансплантацию стволовых клеток. Стволовые клетки перспективны для лечения большинства основных болезней, с которыми люди сталкиваются в течение их жизни, в том числе рака, сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, инсульта, болезни Хантингтона, травм спинного мозга и многих других заболеваний.

Какие методы лечения стволовыми клетками доступны уже сейчас, и почему многие врачи рекомендуют, чтобы вы их рассматривали с осторожностью и только в крайних  случаях?

В настоящее время несколько видов трансплантации стволовых клеток, безопасность и эффективность которых были доказаны учеными, доступны для пациентов. Лучшим примером является трансплантация костного мозга. Однако многие непроверенные методы лечения стволовыми клетками сейчас рекламируются и предлагаются по всему миру. Часто эти процедуры привлекают много внимания, особенно когда это лечение получают знаменитости или звезды спорта.  Ученые и врачи, которые специализируются в области лечения стволовыми клетками, относятся к таким неподтвержденным видам трансплантаций с осторожностью, поскольку неясно, являются ли эти процедуры действительно эффективными и  безопасными. Известны случаи, когда  пациенты погибали от такого лечения. Да, это разумно - рассмотреть все варианты, когда человек сталкивается с потенциально неизлечимым состоянием или болезнью. Поэтому мы  рекомендуем рассматривать такие методы лечения только в качестве крайней меры и только после разговора с вашим личным врачом.