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