Применение современных клеточных технологий в медицине.

В последние годы стали активно изучать СК как перспективный клеточный материал для трансплантации. Хотя термин «стволовая клетка» был введен в биологию в начале прошлого века, статус большой науки эта область клеточной биологии получила лишь в 90-х годах прошлого века. Плюри- и мультипотентность стволовых клеток делает их идеальным материалом для трансплантационных методов клеточной и генной терапии. Наряду с региональными стволовыми клетками, которые при повреждении тканей соответствующего органа мигрируют к зоне повреждения, делятся и дифференцируются, образуя в этом месте новую ткань, существует и «центральный склад запчастей» – стромальные клетки костного мозга. Установлено, что инъекция экспериментальным животным стромальных клеток костного мозга в зону повреждения сердечной мышцы устраняет явления постинфарктной сердечной недостаточности. Стромальные клетки, введенные свиньям с экспериментальным инфарктом, уже через восемь недель полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы, восстанавливая ее функцию. Японские биологи в лабораторных условиях получили клетки сердечной мышцы из стромальных клеток костного мозга мышей. В культуру стромальных клеток добавляли 5-азацитидин, и они начинали превращаться в клетки сердечной мышцы.

Широко применяется терапия стромальными клетками в ортопедии. Это связано с существованием особых белков, так называемых ВМР (костные морфогенетические белки), которые индуцируют дифференцировку стромальных клеток в остеобласты (клетки костной ткани). Клинические испытания в этом направлении дали многообещающие результаты. Например, в США 91-летней пациентке с незаживающим в течение 13 лет переломом вживили специальную коллагеновую пластинку с нанесенными на нее ВМР. Поступающие в зону перелома стромальные клетки «притягивались» к пластинке и под влиянием ВМР превращались в остеобласты. Через восемь месяцев после установки такой пластинки сломанная кость у больной восстановилась. Сейчас в США проходят испытания и начнут применяться в клинике специальные пористые губки, наполненные одновременно и стромальными клетками и нужными индукторами, направляющими развитие клеток по требуемому пути (Корочкин, 1999).

Перспективно использование стволовых клеток пуповины и плаценты в клинике. При сравнении влияния клеток пуповинной крови (ПК) и костного мозга (КМ) на развитие сосудистой сети при ишемии нижних конечностей (мыши) оказалось, что оба типа клеток оказывают равный терапевтический эффект. Доклинические исследования японских ученых в этой области позволили начать ограниченные клинические испытания, для выяснения безопасности и эффективности метода введения клеток ПК в лечении ишемии нижних конечностей у людей. Ведутся доклинические исследования применения клеток ПК при нейродегенеративных заболеваниях. Dasari (2007) провел работу по пересадке клеток ПК крысам с травмой спинного мозга (на фоне иммуносупрессии). Предложено использовать данную методику в клинических испытаниях.

За последние три года исследования по применению ПК в области лечения диабета прошли путь от доклинических экспериментов на животных до нескольких клинических испытаний. Целью одного из них является инфузия аутологичных клеток ПК детям с диабетом I-типа для «переустановки» иммунной системы и, возможно, для дифференцировки клеток ПК в инсулин-продуцирующие клетки. В работе японских ученых 2005 года была показана способность клеток ПК дифференцироваться в клетки, продуцирующие инсулин. Однако процент таких клеток невелик (до 1% инсулин-продуцирующих клеток).

Широко применяются клеточные технологии в травматологии и ортопедии. Со времен пионерских трансплантаций остеогенных клеток, впервые выполненных в нашей стране (И.А. Осепян, Р.К. Чайлахян, Е.С. Гарибян, 1982), отработка подобных технологий перешагнула порог исследовательских лабораторий и входит в повседневную клиническую практику. Получены блестящие результаты при лечении больных с серьёзными травмами спинного мозга в клинике восстановительной неврологии и терапии Онкологического центра им. Н.Н.Блохина РАМН. В «костной хирургии» идеология тканевой инженерии подразумевает сочетанное использование культивированных остеогенных клеток и материала-носителя, обеспечивающего мобилизацию культивированных клеток, адресную их доставку, стабильное нахождение их в реципиентном ложе и гистотипическую дифференцировку. В качестве материала-носителя используется остеопластические материалы - колагеновые криогели, стеклокристаллические материалы, аналоги костного материала (трикальций фосфат), а также полисахариды природного происхождения (хитозан), альгинаты и др. Описан случай восстановления обширного дефекта костей мозгового отдела черепа. При применении комплексного подхода использования аутогенных клеток костного мозга и аутогенных ММСК-подобных клеток, выделенные из жировой клетчатки и помещенных на носитель Palacos^® было показано полное восстановление кости (Lendeckel et al., 2004).

Клетки при культивировании могут изменять свои свойства и превращаться из нормальных клеток в трансформированные, близкие по характеристикам к опухолевым (Riggi et al., 2006). Причины таких изменений могут быть самыми разнообразными, и молекулярные механизмы этого процесса неясны и по сей день. Вероятность перерождения возрастает при стимулировании размножения клеток (Caplan, Bruder, 2001; Caplan, Dennis, 2006). На практике это означает проведение более строгого контроля за клетками в культуре, включая их цитогенетический анализ.

Несмотря на определенные технологические, политические, морально-этические и финансовые трудности изучение биологии СК необходимо для глубокого понимания механизмов регенерации и поддержания гомеостаза организма, а применение СК имеет блестящие перспективы, и, несомненно, окажет самое серьезное воздействие на облик медицины будущего.