«Уважаемые коллеги!

Мы продолжаем публикации материалов специалистов ОО Национальный БиоСервис.

Мы хотели бы познакомить вас с экспертным мнением директора по операциям нашей компании,  вице-президента Национальной ассоциации биобанков и специалистов по биобанкированию, д. м. н. Сергея Анисимова

Сергей Анисимов

директор по операциям компании «Национальный БиоСервис», вице-президент Национальной ассоциации биобанков и специалистов по биобанкированию

Современные клеточные технологии: мифы и реальность

За всю многовековую историю медицины в ней произошли несколько полноценных «революций», каждая из которых буквально рывком повышала среднюю продолжительность жизни человека. Сразу две из них пришлись на начало XXI века – и происходят прямо на наших глазах: это клеточные технологии и таргетная терапия. Но любая революция полна противоречий. Попробуем взглянуть на потенциал и риски клеточных технологий реалистично.

Ведущие научные журналы мира Nature и Science ежегодно публикуют список из важнейших научных открытий года. Не составляет труда найти в Интернете весьма интересные и познавательные шорт-листы или листы топ-100 для научных открытий, относящихся к самым разным дисциплинам. Есть они и у профильных биомедицинских ресурсов. Объединяет их одно: тремя самыми важными открытиями в области биомедицины/Life Sciences считаются открытие двойной спирали ДНК (1953 г.), первое прочтение генома человека (2001 г.) и выделение эмбриональных стволовых клеток человека (1998 г.).

За всю многовековую историю медицины в ней произошли несколько полноценных «революций», каждая из которых буквально рывком, на годы и даже десятилетия повышала продолжительность жизни человека. К ним я отношу следующие:
1. Принципы гигиены и государственный подход к их глубокому внедрению (датировать эту «революцию» сложнее всего – она растянута по времени от эпохи древней Греции до конца средних веков).
2. Массовая вакцинация (XVII-XVIII века).
3. Принципы асептики, антисептики и анестезии (XIX век).
4. Антибиотики (XX век).
5. Клеточные технологии (XXI век).
6. Таргетная терапия / персонализированная медицина (XXI век).

Давайте рассмотрим, что из себя представляют «клеточные технологии», благодаря которым на наших глазах происходит очередная «революция» в биомедицине? Как обычно, являющаяся объектом спекуляций и мифов и совершенно не приводящая к созданию универсальной чудесной панацеи, но способная помочь миллионам больных.

Согласно классическому определению, клеточные технологии – это совокупность методов, направленных на выделение отдельных типов клеток из какой-либо ткани, их культивирование (выращивание in vitro) с целью экспансии (увеличения количества клеток) и последующего использования в научных или клинических целях.

Однако к настоящему времени к клеточным технологиям относят вообще всю совокупность методов и практик всех этапов работы с клетками: технологии получения исходного биоматериала, всей работы in vitro и собственно клеточной терапии: заместительной и восстановительной, прямой и непрямой.

Стоит сразу расшифровать: под заместительной клеточной терапией понимают пересадку функциональных клеток (или их предшественников) для возмещения потерянных клеток таргетной популяции; под восстановительной – стимуляцию собственных клеток-предшественников, заставляющую их восполнять потерянные клетки.

Под прямой клеточной терапией – увеличение количества функциональных клеток таргетной популяции, и/или предупреждение снижения их количества непосредственно в результате стимулирующего воздействия. В случае с непрямой тот же эффект оказывается в результате воздействия на иной тип клеток: например, улучшение кровоснабжения поврежденной мышцы (васкуляризация) способствует росту собственных мышечных клеток. Сложно? Конечно же, да!

Итак, распространенные заблуждения в отношении современных клеточных технологий:

Миф 1. Клеточные технологии – это стволовые клетки

Stem-Cell.jpg

Это, разумеется, вовсе не так. Стволовые клетки действительно являются самым важным объектом исследований и ключевым субстратом клеточных технологий – и клеточной терапии в первую очередь. Однако существует масса подходов (как традиционных, так и современных) к лечению самых разных заболеваний, основанных на применении иных типов клеток, не являющихся стволовыми.

Стволовые клетки – это недифференцированные клетки, способные как к самоподдержанию, так и к дифференцировке в зрелые специализированные клетки. Считается, что во взрослом организме человека представлены около 250 типов зрелых клеток, при этом все они, как известно, произошли от всего двух половых клеток – материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида.

Существуют стволовые клетки разных классов (эмбриональные, первичные половые и взрослые (соматические)), обладающие весьма отличающимися свойствами и категорически разными биологическими ролями. Промежуточную (весьма обширную и сложно организованную) нишу между стволовыми клетками и зрелыми специализированными клетками занимают так называемые прогениторные клетки, или «клетки-предшественники», не способные к полноценному поддержанию собственной популяции и малофункциональные.
Очень интересно то, что именно совокупность их свойств «ни одно, ни другое» делает прогениторные клетки очень ценным субстратом клеточной терапии: они уже лишены ключевых недостатков стволовых клеток (о которых будет рассказано ниже), но всё ещё обладают некоторыми их важнейшими полезными свойствами.

Наконец, весьма часто работа идёт непосредственно со зрелыми, функциональными клетками, если их конкретный тип обладает необходимым комплексом свойств, применимым к конкретной биомедицинской или чисто медицинской задаче. Фактически даже классическое переливание крови (гемотрансфузия), современная эпоха которого началась в 1825 г., формально можно отнести к клеточной терапии/клеточным технологиям – а в периферической крови стволовые клетки практически не представлены.

Миф 2. Стволовые клетки – это что-то, что получают из человеческих эмбрионов. Всё это неправильно и незаконно

iStock_21657393_XLARGE.jpg

Как уже упомянуто выше, существуют разные классы стволовых клеток. Но даже собственно эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) обычно получают не из эмбрионов, хотя апробирована и такая технология, основанная на заборе из ткани эмбриона нескольких клеток. В подавляющем же большинстве случаев для получения эмбриональных стволовых клеток используют внутреннюю клеточную массу (ВКМ) бластоцист, предназначенных для уничтожения после завершения лечения бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Дело в том, что метод ЭКО эффективен отнюдь не на 100%, и для повышения шансов на успех для пары оплодотворяют довольно значительное число яйцеклеток. Их доращивают in vitro до стадии бластоцисты (это одна из самых ранних стадий эмбрионального развития, «возраст» её составляет всего 8-9 дней от оплодотворения). Большую часть излишних бластоцист (кроме забракованных по внешним признакам) замораживают для последующих, отсроченных попыток имплантации – и используют по мере необходимости либо не используют и уничтожают через 5 лет. Когда уже ненужные излишние бластоцисты назначают на уничтожение, ученые могут попросить согласия родителей на попытку вырастить из ВКМ этих бластоцист эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) для использования в научных исследованиях, нацеленных на изучение биологических механизмов развития, для отработки подходов к терапии различных заболеваний, а в потенциале – и для их практического использования в клеточной терапии.

Надо сказать, что подавляющее большинство попыток установить первичную культуру ЭСК заканчиваются провалом – и лишь в нескольких процентах случаев ученые получают эмбриональные стволовые клетки для запуска своей работы. Но метод ЭКО в наши дни широко распространён, и попытки можно повторять многократно, используя клетки ВКМ бластоцист, предназначенных для уничтожения после успеха терапии – с разрешения родителей, полностью этично и законно.

Выше уже говорилось, что стволовые клетки – это не только эмбриональные стволовые клетки. Рост организма в детстве, поддержание его жизнедеятельности в зрелом возрасте обеспечивается совокупностью взрослых (соматических) стволовых клеток (ССК). Их ключевыми популяциями являются гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки (ГСК) и мезенхимные (мезенхимальные) стволовые клетки (МСК). Но существуют и иные их типы, обладающие как общими, так и разными свойствами.

Так называемой «нишей» ГСК является костный мозг, а вот ниш МСК в теле человека сразу несколько: это и тот же костный мозг (где они соседствуют с ГСК, поддерживая их рост), и жировая ткань, и сухожилия, и пульпа зуба, и ткань маточного эндометрия, и другие. Важнейшей, разумеется, является жировая ткань: из половины грамма подкожного жира можно нарастить огромное число МСК, способных дифференцировать в функциональные клетки костной ткани, хряща, скелетной и сердечной мышечной ткани, а также в клетки некоторых других типов. Потенциал применения мезенхимных стволовых клеток в клеточной терапии различных заболеваний — без преувеличения — огромен, и сотни исследовательских команд по всему миру активно работают над созданием и оптимизацией подходов к практическому применению МСК в самых разных клинических ситуациях.

Широко известна пересадка костного мозга: начиная с 1956 г. (в СССР – с 1968 г.) эта процедура выполнена во всём мире свыше миллиона раз, что позволило спасти многие сотни тысяч жизней. Поэтому, когда я слышу экстремальное мнение «Использование стволовых клеток следует запретить», я всегда уточняю: «То есть миллион реципиентов трансплантации костного мозга получили её зря, это надо было запретить?» Мне обычно отвечают: «А что, это тоже стволовые клетки?». Мой ответ: «Да, это тоже стволовые клетки».

В наши дни терапия ГСК в нескольких вариантах активно используется для лечения тяжелых гематологических заболеваний (в том числе лейкозов и лимфом разных типов), многих наследственных и аутоиммунных заболеваний у детей и взрослых. При этом трансплантации бывают как аутологичные (самому себе, часто отсрочено), так и аллогенные (от подходящих доноров – например, родственников). Общими со стволовыми клетками костного мозга свойствами обладают стволовые клетки пуповинной крови (СКПК), именно поэтому клинические банки пуповинной крови стали за последние 15 лет так популярны.

Ещё одним интересным типом стволовых клеток являются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК). Это обычные клетки взрослых людей (например, клетки кожи), генетически репрограммированные и приобретшие ключевые свойства стволовых клеток. И хотя их применение в клеточной терапии уже не выглядит столь многообещающим, как это казалось 5 лет назад, иПСК представляют собой ценнейший объект научных исследований. С их помощью, используя доступные клетки той же кожи, можно моделировать in vitro различные заболевания. Это направление работы уже не относится к клеточной терапии, но относится к клеточным технологиям в целом.

А теперь вернитесь к заголовку этого раздела – а при чем тут эмбрионы?
В этом коротком тексте невозможно заменить все мифы и легенды на реальность. Поэтому рассказ будет продолжен.

В следующий раз читайте о Мифе 3. Лечение клетками – это вечная молодость или по крайней мере омоложение; и Мифе 4: «Лечение стволовыми клетками представляется эффективным, простым и не вызывающим осложнений способом избавиться от недуга…».

Ссылка на вторую часть статьи

https://ntinews.ru/blog/publications/sovremennye-kletochnye-tekhnologii-mify-i-realnost.html