Стволовые клетки

Стволовые клетки (СК) — неспециализированные клетки, способные делиться, превращаясь одновременно в другие стволовые клетки (похожие на материнскую клетку) или же в клетку-предшественник  популяции, которая в свою очередь образует  окончательно дифференцированные клетки (зрелые клетки).

Тотипотентными называют стволовые клетки, способные образовывать все типы эмбриональных стволовых клеток, мультипотентными (или плюрипотентными) называют клетки, которые могут  превращаться в определенные виды клеток или тканей (взрослые стволовые клетки), а унипотетные клетки дают начало только одному типу клеток. Их легко идентифицировать за счет наличия на их поверхности особых специфичных клеточных маркеров (кластеры дифференцировки CD).

В основном стволовые клетки разделяют на две категории

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) получают из  внутренней клеточной массы эмбриона до его прикрепления к стенкам матки. Речь идет о тотипотентных клетках, обладающих значительной способностью к пролиферации. Именно благодаря этим свойствам они особо  востребованы в фундаментальных научных исследованиях. Их можно изолировать, извлечь и культивировать in vitro, из нескольких десятков клеток можно получить линии, состоящие из сотен миллионов цельных стволовых клеток.   Однако, еще сегодня использование эмбриональных стволовых клеток является предметом этических споров.

Взрослые стволовые клетки (ВСК) обеспечивают поддержание, а при необходимости и восстановление тканей. Однако, их жизнеспособность не безгранична, и когда их количество сокращается, может начаться процесс распада тканей и/или органов. Взрослые стволовые клетки обладают повышенной пластичностью, позволяющей им дифференцироваться в различные виды клеток. Это открывает интересные  перспективы и позволяет возлагать большие надежды на новые методы лечения  в регенеративной медицине.

Из всех взрослых стволовых клеток особый интерес у исследователей вызывают клетки, находящиеся в жировой ткани, которые классифицируются как мезенхимальные стволовые клетки. Это — плюрипотентные клетки, способные дифференцироваться в различные виды клеток и/или тканей. Кроме того, именно в связи с тем, что они являются взрослыми стволовыми клетками, и их нельзя приписать к категории «эмбриональных», их применение не связано с проблемами этического характера.

Мезенхимальные стволовые клетки Mesenchimali

В последнее время жировая ткань вызвала чрезвычайно большой интерес  в связи с тем,  что она может служить альтернативным, особенно по отношению к костному мозгу, источником мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Мононуклеарная часть жировой ткани, которую называют еще  и  «стромально-васкулярная клеточная фракция» (СВКФ), описывалась сначала как источник адипоцитарных клеток-предшественников (Hollenberg et al., in 1968). По своей морфологии эти клетки очень похожи  на фибробласты, и они способны дифференцироваться в пре-адипоциты и образовывать жировую ткань in vitro (Gaben- Cogneville et al., 1983).

Липоаспират

OSTEOBLASTS

CHONDROCYTES

NO INDUCTION CELLS (NI)

ADIPOCYTES

Неадипоцитарная дифференцировка стромально-васкулярной фракции происходит при определенных условиях. Определение «стволовая клетка из жировой ткани» впервые было использовано в статье, опубликованной в 2001 году в журнале Tissue Engineering (тканевая инженерия). В этой работе исследовательская группа под руководством Patricia Zuck доказала присутствие большого количества мезенхимальных стволовых клеток в стромально-васкулярной фракции жировой ткани.

Для их использования в регенеративной медицине клетки должны соответствовать следующим критериям:

  1. их можно найти в очень большом  количестве (в порядке миллионов/миллиардов клеток)
  2. их можно изолировать простыми неинвазивными способами
  3. они способны регулярно  и неоднократно дифференцироваться в различные линии клеток
  4. их можно легко трансплантировать
  5. их можно использовать в соответствии с действующими направляющими линиями стандарта GMP  (хорошая практика производства)

Клетки жировой ткани соответствуют всем этим критериям. Кроме того, необходимо учитывать,  что жировая подкожная ткань стала легко доступной в большом количестве в связи с распространением в современном обществе такого заболевания, как ожирение. Для забора жировой ткани применяется липосакция, которая  является менее инвазивным методом по сравнению с аспирацией костного мозга. В общем можно сказать, что данный метод вызывает меньше дискомфорта у пациента, и не  является причиной возникновения патологического состояния, так как можно забрать  небольшое количество  жировой ткани (от 100 до 200 мл) при простом локальном наркозе. Помимо этого, в одном лишь грамме этой ткани содержится  около 5.000 стволовых клеток  СКЖТ (Стволовые клетки из жировой ткани, в английском варианте ADSC), что в 500 раз превышает количество клеток, получаемых из такого же объема костного мозга. По этим причинам жировую ткань можно считать богатым источником мезенхимальных стволовых клеток.

Применение мезенхимальных стволовых клеток для лечебных целей

Прогресс в исследованиях стволовых клеток является настолько стремительным, что не позволяет провести четкое разграничение между тем, что уже сегодня является реальностью и  представляет конкретную  возможность лечения, и тем, что по всей вероятности станет такой реальностью в скором будущем.

Однако, биомедицинские исследования осуществляются с надеждой на то, что применение стволовых клеток сможет стать инструментом, обеспечивающим восстановление многих тканей или органов. На сегодняшний день выполнено много клинических исследований, которые продемонстрировали обнадеживающие результаты удачного применения стволовых клеток для лечения целого ряда заболеваний.

Достаточно напомнить о том, что в 2010 году было проведено 21 клиническое исследование в области стволовых клеток, а в 2011 году —  еще 20 (Trends in Molecular Medicine Vol. 16 No 5).

Предметом клинических исследований являлись следующие заболевания:

. сердечнососудистые (инфаркт миокарда, ишемическое заболевание и т.д.)

. желудочно-кишечные (болезнь Крона)

. заболевания почек (острая почечная недостаточность, пересадка почек и т.д.)

. заболевания печени (цирроз, семейная гиперхолестеринемия)

. заболевания легких (ХОБЛ)

. заболевания нервной системы (Нейробластома MS, болезнь Паркинсона, БАС,  инсульт и т.д.)

. заболевания поджелудочной железы (диабет 1-го и 2-го типа)

. кожные заболевания (диабетические язвы, системный склероз)

. системные заболевания (синдром Съегрена, красная волчанка, РТПХ)

. костно-хрящевые заболевания (переломы костей, несовершенный остеогенез, хрящевые дефекты и т.д.)

В частности, упоминается успешное завершение исследований 1-ой фазы, где были применены мезенхимальные стволовые клетки для лечения больных  с острым инфарктом миокарда. У этих больных было зафиксировано улучшение восстановления сердечной функции (FE), сокращение аритмий и улучшение общего состояния здоровья по сравнению с пациентами контрольной  группы, которые принимали плацебо. При этом не было обнаружено значимых отрицательных эффектов  (Swiss Med Wkly 2012;142:w13632). Естественно, в ближайшие месяцы будут завершены другие клинические исследования, которые смогут предоставить нам полезные данные об использовании мезенхимальных стволовых клеток для лечения других заболеваний.

В заключение можно сказать, что в недалеком будущем мы сможем лучше понимать биологию мезенхимальных  стволовых клеток и механизмы их терапевтического действия. Клеточное лечение перерастет в новую клиническую парадигму, что приведет к более успешному  излечению  многих заболеваний и патологий, которые пока еще неизлечимы.