Therapia

Стволовые клетки и клеточная терапия: реалии и сомнения

М.М. Зарецкий, канд. мед. наук, Луганский государственный медицинский университет, Н.М. Черникова, канд. мед. наук, 2-я городская многопрофильная клиническая больница, г. Луганск

Болезнь — «гениальный» путь
к познанию, человеку и любви.
Томас Манн
Ни одна область науки последние два десятилетия не вызы­вала столь пристального общественного интереса и такой научной полемики, как исследование стволовых клеток (СК) и клеточная терапия (КТ).

Благодаря разработкам линий СК человека в последние годы в средствах массовой информации появились заявления о «прорыве» в терапии, вплоть до возможного излечения широ­кого спектра болезней — от заболеваний сердца и сахарного диабета до нейровегетативных расстройств. Объем затрат на не всегда оправданные трансплантации СК в последние годы в Европе и США превысил объемы других дорогостоящих медицинских технологий [23].
Бессмертные линии эмбриональных СК впервые были изолированы из бластоциста обезьяны в 1998 г. Д. Томсоном и Д. Герхардом, а уже на следующий год журнал Science признал открытие эмбриональных СК третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном чело­века» [14, 16, 21].
Интерес к КТ с помощью СК в последние годы обусловлен еще и наличием ряда публикаций, в которых ее ассоциируют с «омоложением» организма. Этому способствовали также публикации, посвященные 150-летию целлюлярной теории, основателем которой был Р. Вирхов [2].
Термин СК был введен в научный обиход русским гистологом А. Максимовым, первым высказавшем предположение об их существовании. На заседании Общества гематологов в Берлине 1 июня 1909 г. он ввел понятие «Stammzelle» (нем. — стволовая клетка), подразумевая под этим определением лимфоцит в широком значении этого слова как клетку, способную быть СК в современном понятии этого слова [30].
Во второй половине ХХ века J.E. Till и E.A. McCulloch [36], а также D. Metccaf и M.A. Moor [31] показали, что внутривенное введение мыши, подвергшейся облучению в летальной дозе, сингенных костномозговых клеток вызывает у нее образование колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки.
В 1970 г. A.J. Friedensten et al. [26] впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических, имеются стромальные СК, которые при культивировании формируют колонии фибробластоподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводила к формированию костной или адипозной ткани.
СК — иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых может впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (специализироваться) и далее развиваться как обычная клетка. СК способны асимметрично делиться, образуя при этом клетку, подобную материнской (самовоспроизведение), и новую — которая может дифференцироваться. У человека СК морфологически напоминает большой лимфоцит [6, 15, 16].
Американские эксперты Национального института старения определили ключевой процесс клеточного обновления эмбриональных СК в гене Zsсаn4. Предполагалось, что СК практически бессмертны, то есть они могут делиться бесконечно и вырабатывать дополнительные функциональные дочерние клетки [1].
По происхождению СК разделяют на эмбриональные, фетальные, СК пуповинной крови и СК взрослого человека. Источником эмбриональных СК является бластоциста, зародыш которой формируется к пятому дню оплодотворения. Эти СК способны дифференцироваться во все типы клеток взрослого организма. Самое большое количество СК находится в пуповинной (кордовой) крови. Мезенхимальные СК происходят из костного мозга. Их получают с помощью пункции грудины или другой губчатой кости либо из крови. Наиболее перспективными для дифференцировки в любой вид ткани являются СК, образующиеся на ранних этапах эмбриогенеза [15, 20].
Количество СК в течение жизни человека меняется: при рождении встречается одна СК на 10 тыс. клеток, к 20–25 годам — на 100 тыс., к 30 — на 300 тыс., к 50 годам остается всего одна СК на 500 тыс., а в возрасте 60–80 лет выявляют одну СК на 5–8 млн всех клеток. Именно в этом возрасте, как правило, появляются симптомы основных хронических заболеваний человека (ассоцииро­ванные с атеросклерозом, артериальной гипертензией и др.) [6, 16, 19].
В мировой практике для клинических целей в качестве субстратов, содержащих гемопоэтические СК, используют костный мозг, периферическую кровь, плацентарную или пуповинную кровь. Главным требованием к любому субстрату является получение гемопоэтических СК в количестве, обеспечивающем быстрое, полное и стойкое восстановление кроветворения и иммуни­тета. В последнее время наблюдается тенденция перехода от трансплантации костного мозга к трансплантации СК периферической крови, полученных специальным методом [23]. Трансплантация СК периферической крови является высокотехнологичным и высокозатратным методом лечения [23].
В Украине первые работы, посвященные изучению СК, были начаты академиком Р.Е. Кавецким и его ученицей З.А. Бутенко в 70-е годы прошлого века [6]. Сегодня в нашей стране существует несколько центров трансплантации СК, имеется семейный банк пуповинной крови [20], а украинские врачи первыми в мире использовали пуповинную кровь во время операции на сердце новорожденного [22]. По оценке экспертов Института стволовых клеток человека (Россия), в настоящее время в Украине СК забирают и передают на хранение только у 0,2% родив­шихся детей, в России этот показатель не превышает 0,3%, тогда как в США составляет 4–5% [7]. Сегодня доказана возможность безопасного хранения СК без потери их свойств на протяжении как минимум двух десятилетий. Однако существуют данные о возможности их хранения на протяжении десятков лет, в связи с чем банки пуповинной крови предлагают пожизненное хранение образцов [20]. Применению СК в клинической практике будет способствовать Всеукраинский реестр доноров гемопоэтических клеток,  благодаря которому будет сокращен срок поиска совместимого донора при проведении трансплантации пациентам, не имеющим совместимого донора-родственника. Задачами Реестра являются сотрудничество с центрами трансплантологии и координация деятельности центров сбора гемопоэтических СК и HLA-лабораторий [18].
Сегодня СК апробированы при более 70 заболеваниях. В мировой литературе постоянно появляются новые данные о результатах терапии СК при тех или иных патологических состояниях.
Существует ряд публикаций, подтверждающих положительное влияние КТ при лечении различных заболеваний сердечно-сосудистой системы [14], различных вариантов ишемической болезни сердца [5], сахарного диабета [4, 21], острой почечной недостаточности и хронической болезни почек [9], рассеянного склероза [3], радиационных поражений [17], в травматологической и ортопедической практике [10] и т. д. Однако несмотря на имеющиеся данные об эффективности КТ при многих заболева­ниях, обоснованные сомнения в ее эффективности и опасности остаются.
Аллогенная трансплантация СК представляет собой не что иное, как введение чужеродного белка, который может сопровождаться иммунными реакциями [35]. Поэтому вызывают озабоченность сообщения о КТ заболеваний с возможным участием в патогенезе иммунных факторов — болезни Крона, неспецифического язвенного колита [11], дилатационной кардиомиопатии [8] и др. Трудно представить механизм интеграции СК в миокард, где многоядерные кардиомиоциты формируют сложную трехмерную струк­туру [24]. Более реальным кажется, например, улучшение васкуляризации ишемического участка при инфаркте миокарда [29]. Возможность замещения клеток при применении СК у пациентов с неврологическими заболеваниями также подвергается сомнению [27, 34].
Механизм действия КТ при ряде заболеваний остается неясным. Эффект КТ объясняют паракринным или иммуномодулирующим влияниями [28] и стимулирующим действием продуктов клеточ­ного распада [12, 13].
Сегодня механизм проникновения СК при КТ различных заболеваний до конца не изучен. Например, известно, что гепатоциты способны к митозу, а при циррозе наблюдается их гиперрегенерация, ведущая к формированию узлов-регенератов и нарушению, в первую очередь, микроархитектоники органа [24]. В публикациях, посвященных КТ при циррозе печени, предполагается дифференцировка мезенхимальных СК в гепатоциты [25]. Неубедительны попытки объяснения механизма, с помощью которого СК могли бы внедряться в зрелую ткань (сердечную мышцу, нервную и хрящевую ткань, ткань печени) и проникать в патологическую ткань (пораженные участки), где в них имеется потребность. Тем более, что эмбриональные или созревающие структуры в тканях после имплантации СК не находят [24].
Сегодня практически не изучен риск развития онкологических заболеваний у пациентов, перенесших терапию СК. Серьезной проблемой у реципиентов аутологичных гемопоэтических СК являются осложнения в ранний период после трансплантации [24]. Использование СК не всегда обоснованно, например, в косметических средствах, поскольку в мазевой или кремовой основе они существовать не могут [19].
В Украине операции с использованием СК не запрещены, но и не разрешены. Государственное финансирование этой области науки практически отсутствует, а учреждения и лица, занимающиеся сегодня лечением СК, как правило, являются частными структурами, заинтересованными в завышении положительного эффекта проводимой терапии и занижении данных об осложнениях. Сегодня эксперименты с эмбриональными СК запрещены в Германии, Франции, Ирландии, Испании и некоторых штатах США [20]. Министерство здравоохранения Китайской Народной Республики не рекомендует практическое применение не только КТ, но и других методов с недоказанной клинической эффективностью [32]. Министерство здравоохранения Болгарии не рекомендует применение КТ при неврологических заболеваниях [33].
Тем не менее нельзя исключить, что через определенное время широкое использование СК и КТ станет неотъемлемой и чрезвычайно важной составляющей лечения многих заболеваний, по крайней мере, теоретические предпосылки для этого сущест­вуют. Однако это будет возможно после получения ответов на ряд важных вопросов. Как долго длится пролиферация СК, когда она прекращается и чем это обусловлено? Как быстро развивается эффект? Каковы долгосрочные результаты КТ? Имеет ли место обратное развитие патологического процесса в ткани при использовании СК? Мигрируют ли СК в другие органы и ткани, что с ними происходит там? Возникает ли перерождение тканей? На эти вопросы предстоит ответить в ближайшее время генетикам, морфологам и клиницистам. Следует учитывать также и то, что при использовании СК в практической медицине необходимо проводить тщательный контроль их источника на инфицированность вирусами герпеса, гепатитов, иммунодефицита человека и дру­гими опасными инфекциями.


Литература

  1. Американские ученые раскрыли секрет бессмертия стволовых клеток // Новости медицины и фармации. – 2010. – № 6. – С. 5.
  2. Аничков Н.М. Рудольф Вирхов: 150 лет учению о целлюлярной патологии / Н.М. Аничков, Ю.Л. Перов // Архив патологии – 2009. – № 1. – С. 3–8.
  3. Верещагина И.В. Место трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в лечении больных рассеянным склерозом / И.В. Верещагина [и др.] // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – 2007. – № 4. – С. 122–128.
  4. Возианов А.Ф. Использование стволовых клеток для лечения сахарного диабета / А.Ф. Возианов [и др.] // Журнал АМН Украины. – 2006. – № 2. – С. 269–281.
  5. Грацианский Н.А. Первое рандомизированное контролируемое клиническое испытание внутрикоронарного переноса аутологичных клеток костного мозга после инфаркта миокарда / Н.А. Грацианский // Кардиология. – 2004.  – № 2. – С. 91–92.
  6. Зак К.П. К истории изучения стволовых клеток в Украине / К.П. Зак, А.К. Бутенко // Журнал АМН Украины. – 2004. – № 3. – С. 593–609.
  7. ИСКЧ будет развивать новые клеточные технологии в Украине // Новости медицины и фармации. – 2000. – № 13–14. – С.29.
  8. Кириллов А.М. Трансплантация аллогенных клеток при лечении пациентов с дилатационной кардимиопатией / А.М. Кириллов [и др.] // Клеточные технологии в биологии и медицине. – 2007. – № 4. – С. 226–230.
  9. Кирпатовский В.И. Перспективы использования стволовых клеток в лечении острой и хронической почечной недостаточности / В.И. Кирпатовский, А.В. Козаченко О.Н. Надточий // Урология. – 2007. – № 6. – С. 82–87.
  10. Климовицкий В.Г. Современные аспекты проблемы применения мезенхимальных стволовых клеток в травматологии и ортопедии / В.Г. Климовицкий, В.Н. Пастернак В.М. Оксимец // Ортопедия, травматология и протезирование. – 2008. – № 1. – С. 105–110.
  11. Конопляников А.Г. Экспериментальное обоснование и клинический опыт клеточной терапии методом системной трансплантации аллогенных мезенхимальных стволовых клеток при язвенном колите и болезни Крона / А.Г. Конопляников [и др.] // Аутологичные стволовые клетки: экспериментальные и клинические исследования. – М., 2009. – С. 33–34.
  12. Заготовка гемопоэтических стволовых клеток: методические рекомендации / Д.М. Мхеидзе. – М.: Полиграф, 2007. – 27 с.
  13. Парлюк, О.В. Результаты клеточной терапии, применяемой в системе интенсивного лечения травматических ком / О.В. Парлюк [и др.] // Клеточная трансплантация и тканевая инженерия. – 2008. – № 3. – С. 51–55.
  14. Руденко, Н. Возможности использования стволовых клеток при различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы / Н. Руденко // Врач. – 2007. – № 9. – С. 89–92.
  15. Румянцев, С.А. Пуповинная кровь — источник гемопоэтических стволовых клеток для трансплантации / С.А. Румянцев, О.А. Майорова, А.Г. Румянцев // Терапевтический архив. – 2007. – № 7. – С. 53–57.
  16. Руснак, А. Дж., Чадлей, А.Е. Исследования стволовых клеток: клонирование, терапия и научное мошенничество / А. Дж. Руснак, А. Е. Чадлей // Медицинские аспекты здоровья женщины. – 2007. – № 3. – С. 73–75.
  17. Симонова, Л.І. Можливості застосування стовбурових клітин у медицині при радіаційних ураженнях організму / Л.І. Симонова [та ін.]. // Укр. радіолог. журн. – 2006. – № 1. – С. 50–54.
  18. Создан Всеукраинский реестр доноров гемопоэтических стволовых клеток // Здоровье Украины. – 2010. – № 4. – С. 50.
  19. Стволовые клетки в косметических средствах — это абсурд и обман // Новости медицины и фармации. – 2010. – № 9. – С. 13.
  20. Старенькая, И. Пуповинная кровь: перспективы применения стволовых клеток / И. Старенькая // Здоровье Украины. – 2007. – № 9. – С. 74–75.
  21. Тронько, Н.Д., Пастер, И.П. Перспективы использования стволовых клеток в терапии сахарного диабета / Н.Д. Тронько, И.П. Пастер // Практична ангіологія. – 2007 – № 6. – C. 33–38.
  22. Украинские врачи первыми в мире использовали пуповинную кровь для операций на сердце новорожденного // Новости медицины и фармации. – 2009. – № 19. – С. 8.
  23. Хоменко, В.И. Проблемы трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в Украине / В.И. Хоменко // Трансплантология. – 2004. – № 3. – С. 114–118.
  24. Яргин, С.А. Стволовые клетки и клеточная терапия: на пути к доказательной медицине / С.А. Яргин // Український медичний часопис. – 2010. – № 3. – С. 108–109.
  25. Dai, L.J., Li H.U., Guan, L.X. et al. The therapeutic potential of bone marrow-derived mesechymal stem cells on hepatic cirrhosis // Stem Cell Res. – 2010. – V. 155(1). – P. 10–19.
  26. Friedenstein, A. J., Chailakhjan, R.K., Lalykina, K.S. The development of fibroblast colonies in monolayer cultures of guinea pig bone marrow and spleen cells // Cell Tissue Kinet. – 1970. – V. 3. – P. 393–403.
  27. Harting, M. T., Jimenez, F., Xue, H. et al. Intravenous mesenchymal stem cell therapy for traumatic brain in jury // J. Neurosurg. – 2009. – V. 110(6). – P. 1189-1197.
  28. Joggerts, S.J., Hatzopoulos, A.K. Stem cell therapy for cardiac repair: benefits and barriers // Expert. Rev. Mol. Med. – 2009. – V.11. – P.20.
  29. Martin-Rendon, E., Brunskill, S.J., Hyde, C.J. et al. Autologies bone marrow stem cells to treat acute myocardial infarction: a systematic review. Eur. Heart J. – 2008. – V. 2. – P. 1807–1818.
  30. Maximow, A. Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und in postfetalen Leben Saugetiere // Folia Hematol (Leipz.). – 1909. – V. 8. – P. 125–141.
  31. Metccaf, D., Moor, M.A. Hemopoietic cell. – London, 1971.
  32. Qui, JZ. China clamps on conirover-sial therapies // Lancet. – 2009. – V.373. – P. 1834–1835.
  33. Rossbauer, M. Unproven siem-cell therapy ban // Nature. – 2008. – V. 454. – P. 923.
  34. Shihabuddin, L.S., Aubert I. Stem cell transplantation for neurometabolic and neurodegenerative diseases // Neuropharmacology. – 2010. – V. 58 (6). – P. 845–854.
  35. Tasso, R., Pennesi, J. When stem cells meet immunoregulation // Int. Immunopharmacol. – 2009. – V.9. – P. 596–598.
  36. Till, J.E., McCulloch, E.A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mous bone marrow cells // Rad. Res. – 1961. – V. 14. – P. 213–222.