Использование стволовых клеток

Одним из приоритетных направлений современной биологии и медицины является исследование возможностей использования стволовых клеток в терапии тяжелых заболеваний и регенеративной медицине. Ученые всего мира сегодня пристальное внимание уделяют разработке технологий использования эмбриональных, фетальных клеток, клеток кордовой (пуповинной) крови и стволовых клеток взрослого организма для восстановления поврежденных тканей и органов. Особенный интерес также представляет изучение отдаленных последствий генетической модификации отдельных клеток для организма. Это позволяет с уверенностью заявить, что данное направление науки может стать настоящим прорывом в лечении наследственной патологии, сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, болезней Альцгеймера и Паркинсона, сахарного диабета и т.д.

Стволовая клетка — это клетка, характерной особенностью которой является способность к самовоспроизведению с дальнейшей дифференциацией в различные типы специализированных клеток. Важность использования эмбриональных стволовых клеток объясняется их свойством превращаться в любой из 200 типов клеток организма человека, а также возможностью безграничного деления и самообновления. Основные способы получения стволовых клеток в клеточной медицине:

1. Эмбриональные стволовые клетки. Преимущества: высокая пролиферативная способность, способность к бесконечному делению, наличие плюри- и тотипотентных свойств (возможность дифференцироваться в любую ткань организма). Однако существенным недостатком этих клеток является то, что для их получения используется абортивный материал или оплодотворение in vitro, что также сопровождается разрушением эмбриона человека. В таких клетках возможны генетические изменения, а их использование может привести к развитию опухоли. Однако, самым важным является этический аспект использования эмбриональных стволовых клеток, сопровождающийся убийством живого существа.

2. Стволовые клетки кордовой (пуповинной) крови. Их преимущества — удобство получения, возможность использования у братьев и сестер и в любой период жизни человека. Пролиферативная способность стволовых клеток пуповинной крови высока и в 8–10 раз превышает таковую стволовой клетки взрослого человека. Процедура забора пуповинной крови безопасна и безболезненна, проводится вне контакта с матерью и ребенком как при физиологических родах, так и при кесаревом сечении с отсутствием риска инфицирования. При таком способе получения стволовых клеток этические проблемы отсутствуют. Однако ограниченное количество стволовых клеток и однократный забор крови, материальные затраты на хранение их в банке крови — недостатки этого способа.

3. Стволовые клетки взрослых организмов обладают мультипотентностью (способностью дифференцироваться в ткань, из которой выделены), умеренной доступностью и отсутствием проблемных этических аспектов. Однако пролиферативная способность этих клеток ограничена, а также существует риск инфицирования как у реципиента, так и у донора во время забора. Полученных клеток очень мало, их сложно идентифицировать и культивировать in vitro для увеличения их количества.

4. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells — iPSC или iPS), которые удалось получить из клеток различных тканей (в первую очередь фибробластов) с помощью их перепрограммирования методами генетической инженерии. Их открытие связано с именем японского ученого Синъя Яманака (Shinya Yamanaka), профессора Института передовых медицинских наук Университета Кио­то, директора Центра по исследованию и применению iPS-клеток Университета Киото, ведущего исследователя Института сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона (Сан-Франциско). Он впервые получил эти клетки путем добавления к культуре фибробластов 4 факторов: Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4 (факторы Яманака), доставка которых осуществлялась с помощью ретровирусных векторов.

Полученные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки обладали морфологией и способностью к пролиферации, свойственной эмбриональным стволовым клеткам, и экспрессировали маркеры эмбриональных стволовых клеток. В качестве основы для получения iPS можно использовать не только фибробласты, но и клетки печени, желудка, а также других органов. Впервые такие клетки были получены С. Яманака у мышей, в 2007 г. — у человека. С тех пор опубликовано уже более 300 работ, подтверждающих эффективность разработанной методики.

Некоторыми авторами подчеркивается, что получение эмбриональных стволовых клеток от эмбриона человека не может быть этически оправданным, т.к. при этом разрушается эмбрион. А разрушение человеческой жизни во имя прогресса медицины должно быть запрещено. В Конвенции о правах человека и биомедицине (1996, Совет Европы) в статье 18 п.2 говорится: “Запрещается создание эмбрионов человека в исследовательских целях”.