Стволовые клетки и их применение. Источники стволовых клеток

Стволовые клетки могут быть получены из периферической крови, из жира или из костного мозга пациента. Из периферической крови можно получить, в основном, гемопоэтические стволовых клеток. Процедура их выделения занимает 4-6 ч и требует специального оборудо­вания. Пациенту делают укол, стимулирующий выброс в кровь стволовые клетки из костного мозга за несколько дней до процедуры. Обычно-это делается в специализированных гематологических клини­ках при лечении некоторых болезней.

Получение стволовые клетки из жира начато недавно, но уже получены хорошие результаты. В кост­ном мозге концентрация стволовые клетки наиболее высока, методики за­бора костного мозга и выделения из него двух типов С К давно и хорошо отработаны. Как гемопоэтические стволовых клеток, так и мезен-химальные стволовые клетки костного мозга могут быть размножены и затем возвращены пациенту.

Гемопоэтические стволовые клетки находятся в кроветворных органах и крови. Это клетки - предшественники зрелых клеток крови. Трансплантации костного мозга широко применяются в меди­цине, т. Костный мозг - одно из тех мест, где эти клетки со­держатся, Для пересадки используют мозг от подходящего до­нора. Тем не менее, приходится подавлять иммунную систему пациента, чтобы пересаживаемая ткань стала «своей». Гораздо эффективнее и безопаснее было бы применять собственные гемопоэтические клетки. Развитие гемопоэтической стволовые клетки про­исходит следующим образом. В желточном мешке у эмбриона начинается гемопоэз, т. Е. Процесс образования, развития и со­зревания клеток крови, по мере развития эта функция перехо­дит к печени плода, а затем к костному мозгу, в котором она сосредоточена в течение всей жизни.

Гемопоэтическая стволовые клетки дает тачало всем элементам кровд, заполняет другие гемо- и лимфопоэтические органы и, самовоспроизводясь, превращается 15 новые стволовых клеток. Она плюрипотентна. Одним из наиболее важных примеров взаимодействия гемопоэтических клеток является способность трансплантированных С К возвращаться в кост­ный мозг. Такой процесс носит название «хоуминг». Благодаря росту и самообновлению стволовые клетки способны воспроизводиться. Основным маркером гемопоэтических стволовые клетки является СП34 - бе­лок, присутствующий па их поверхности. Гемопоэтические стволовые клетки из пуповинной крови имеют большое преимущество перед та­кими же клетками из костного мозга и периферической крови. Во-первых, сам сбор пуповинной крови совершенно прост и не вызывает неприятных реакций. Этот сбор занимает всего ми­нуту. Сбор же костного мозга проходит под общим наркозом и длится несколько часов. Клетки из пуповинной крови редко, в’отличие от их «собратьев» - костного мозга и перифериче­ской крови, отторгаются организмом, вызывая осложнения. Одно из основных преимуществ этого вида клеток состоит в том, что они намного моложе клеток из костного мозга. По способности к пролиферации (увеличению числа клеток ка­кой-либо ткани вследствие их размножения) и формированию колоний при культивировании т уиго (способности формиро­вать различные ростки кроветворения) стволовые клетки пуповинной крови значительно превосходят клетки из других источников.

Стандартная для трансплантации доза ядерных клеток пуповинной крови, равная 3-4?107 клеток/кг, содержит примерно столько же колониеобразующих единиц, сколько 3-5?108 клеток костного мозга или стимулированной перифе­рической крови. При этом трансплантация выполняется при гораздо меньшем количестве вводимых общих лейкоцитов.

Содержание СБ34-положительных клеток в пуповинной крови, обычно не превышающее 0,5%, существенно ниже их концентрации в костном мозге или стимулированной крови. Доза же СВ34-положительных клеток пуповинной крови также примерно в 10 раз меньше дозы аналогичных."взрос­лых" клеток. Объяснение этому факту может быть только одно: клетки пуповинной крови менее дифференцированы («моложе») и обладают наивысшим потенциалом к росту и дифференцировке.

Стволовые клетки пуповинной крови имеют более высокий уровень сте­пени развития антигенов, большую длину концевого участка хромосомы и более высокую активность теломераз фермента, который контролирует размер и количество теломеров хро­мосом. Сокращение длины теломеров является одним из при­знаков старения клеток. Это означает, что клетки пуповинной крови, введенные в организм реципиента, обладают большей способностью к длительному существованию.

Приведенные выше свойства стволовые клетки пуповинной крови крайне важны при разработке клинических протоколов их практиче­ского применения, хотя для полной реализации потенциала

стволовые клетки требуются дальнейшие углубленные исследования свойств этой уникальной клеточной разновидности.

По статистике, лишь каждый 4-й образец пуповинной крови содержит стволовые клетки в количестве, достаточном для трансплантации взрослому пациенту. Поэтому существуют ограничения при­менения стволовые клетки пуповинной крови. Ученые и практические врачи пытаются найти выходы из этого положения. Проводятся ис­следования по комбинированию (пулированию) нескольких совместимых образцов.

Другие пути получения стволовых клеток

Второй возможный путь получения стволовых клеток - размножение стволовые клетки и увеличение массы трансплантата.

При введении стволовые клетки непосредственно в костный мозг (а не внутривенно, как это обычно практикуется) они сразу оказы­ваются в нужном микроокружении, а эффективность транс­плантации значительно повышается. Но пока эксперименты проводятся только на животных.

Еще одним методом, способным существенно повысить число годных для трансплантации образцов пуповинной крови, является перфузия плаценты, т. Е. Промывка сосудов биологи­чески активными веществами, физиологическими растворами крови или др. Жидкостей.

Можно также выделить подгруппу эмбриональных стволовых клеток, по­лучаемых путем терапевтического клонирования. У пациента берут соматические клетки и удаляют из них ядра с генетиче­ской информацией. Затем берутся донорские яйцеклетки. Из этих яйцеклеток также удаляется ядро и на его место вводится ядро клетки ткани пациента, несущее его наследственную ин­формацию. В лабораторных условиях она делится до стадии бластоцисты - раннего эмбриона, который на 4-7 день состоит из 30-150 клеток.

Здравствуйте, друзья! Поговорим о стволовых клетках, так как известна их роль в омоложении. Многие люди подсели на инъекции со стволовыми клетками. Но оправдано ли это ещё неисследованное и дорогое омоложение? Есть ли альтернатива инъекциям? Об этом читайте здесь.

Что такое стволовые клетки

Стволовые клетки – это носители генетической информации. Образуются они при слиянии мужской и женской клетки при зачатии. Они пока не специализированы на выполнение функций организма, У них одна функция – хранение генетического кода и размножение делением.

В процессе роста организма из стволовых клеток по заданной генетической программе образуются специализированные клетки.

Специализированные клетки – это те клетки, которые выполняют определённую специализацию, например, клетки мозга, печени и т.д. Специализированными они называются потому, что у них узкая специализация, например, клетки мозга не могут выполнять функции клеток печени и наоборот.

А из стволовых клеток создаётся любая специализированная клетка. Когда в организме неполадки, например, инфаркт, то стволовые клетки спешат ликвидировать поломку. Они устремляются в область сердца и становятся специализированными клетками сердечной мышцы. У человека, имевшего большой запас стволовых клеток, может произойти исцеление от инфаркта без последствий. Поэтому количество стволовых клеток в организме определяет возможность его молодости и регенерации в случае поломки каких- либо органов.

Где находятся стволовые клетки у взрослого человека и их роль.

У взрослого человека стволовые клетки концентрируются в костном мозге, а также во всех органах и тканях, но в меньшем количестве. Они всегда на страже, чтобы починить организм. В организме предусмотрено, чтобы специализированные клетки, ставшие больными, не запечатлевали свой поломанный генетический код навечно. Больные клетки умирают и выводятся, а стволовые клетки превращаются в нужные и заменяют поломанные клетки с сохранением генетического кода. Стволовые клетки могут починить все органы, в том числе очень сложные – мозг, нервы, кости.

Лечение стволовыми клетками.

Лечение стволовыми клетками стало направлением регенеративной клеточной медицины. В связи с тем, что в организме часто бывает недостаток стволовых клеток, особенно с возрастом, а также под воздействием стремления выглядеть моложе любым путём, а также любым путём излечиться, развилось направление инъекций стволовыми клетками как медицинский бизнес.

Какие источники стволовых клеток использует медицина

1. Донорские стволовые клетки. Но надо учесть, что организм может отторгать чужеродные клетки. И второй фактор: у чужих стволовых клеток — чужие гены, они дадут чужой характер, чужие предрасположенности к болезням.

1. Абортивный материал. Недостатки: Кроме последствий от отторжения чужеродных стволовых клеток, могут быть негативные последствия от привнесённого генетического кода, а также повышения риска вирусных и раковых заболеваний. Уже имеется большая печальная статистика любителей омолодиться любым путем.

   Кроме того, это влечет этические проблемы: так как коммерчески выгоднее брать кровь у эмбрионов более позднего развития, врачи могут «по медицинским показаниям» настаивать на более поздних сроках аборта, а затем у живого, уже сформировавшегося, человека без анестезии делают операции по извлечению стволовых клеток.

1. Ещё получают стволовые клетки из бластоцисты, которую забирают на 5 -6 день оплодотворения. Такие клетки не отторгаются, так как в них ещё не сформировались антигены. Но поскольку это денежный бизнес, то вопрос морали стоит в первую очередь.

Последствия инъекций стволовыми клетками.

Имеется печальная статистика скоропостижной смерти от рака у людей, особенно в артистической среде, подсевших на иглу инъекций стволовыми клетками.

Самый лучший способ омоложения и оздоровления стволовыми клетками – настрой Г.Н. Сытина.

Есть очень этичный способ восстановления и наращивания своих стволовых клеток – это влияние на своё подсознание.

Человеческий организм содержит примерно 50 миллиардов стволовых клеток, которые регулярно обновляются. С годами количество таких живых «кирпичиков» сокращается -- для них находится всё больше работы, а заменить их некому. Как видно из графика, у новорожденного ребенка СК в большом количестве 1х10 000, а угасать они начинают уже в подростковом возрасте 1х100 000, на графике мы видим очень резкий перепад, а в 80 лет их остается совсем чуть-чуть 1х2000 000. Более того, стволовые клетки немолодого индивидуума уже не так универсальны -- в клетки крови они превратиться еще могут, а в нервные -- уже не в силах.

Заменить ветхие клетки организма, чтобы продолжить активную жизнь, помогает искусственное внесение стволовых клеток в организм. Уже сегодня ученые могут получать стволовые клетки, культивировать и направлять их по «нужному пути». Достижения в области клеточной медицины делают возможности терапевтического использования стволовых клеток практически безграничными. Появилась реальная надежда на излечение огромного количества самых разнообразных заболеваний.

Какие же источники стволовых клеток используются в этих целях сегодня? «Спасение утопающих -- дело рук самих утопающих», поэтому человек может стать донором стволовых клеток для себя самого. Наибольшее их количество находиться в костном мозге таза. Стромальные стволовые клетки извлекаются оттуда при помощи пункции. Затем, в лабораторных условиях особым образом их мобилизируют, наращивают и вводят обратно в организм, где при участии специальных сигнальных веществ, они направляются к «больному месту». Следует отметить, что даже из одной единственной стромальной клетки можно вырастить колонии. И уж совсем невероятная метаморфоза -- стромальные стволовые клетки могут настолько «забыть» о своем костном мозговом происхождении, что под влиянием определенных факторов превращаются в нервные клетки или клетки сердечной мышцы.

Рисунок 1

Как показано на графике, с каждым днем стромальные клетки все больше меняют свою специализацию и уже через 2 недели после добавления специального сигнального вещества в культуру стромальных клеток, они уже на 80% состоят из нейронов. 90% стромальных клеток, введенных в зону инфаркта, полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы, восстанавливая функции миокарда практически полностью. Однако стромальные клетки взрослого организма обладают ограниченной функциональностью, то есть их возможная тканевая специализация в той или иной степени лимитирована. Помимо этого все стволовые клетки взрослого человека каталогизированы и снабжены специальным штампиком: «моё». Так что донорство в этой области чревато возникновением противостояния, называемого «трансплантат -- против хозяина».

Вторым источником стволовых клеток является пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Эта кровь очень богата стволовыми клетками. Взяв эту кровь из пуповины ребенка и поместив в криобанк, стволовые клетки в дальнейшем можно использовать для восстановления практически любой ткани и органа этого индивидуума. Возможно также использовать эти стволовые клетки для лечения других пациентов при условии их совместимости по антигенам. Американские ученые получили стволовые клетки из человеческой плаценты (там, их количество в 10 раз больше, чем в пуповинной крови), которые способны преобразовываться в кожные, кровяные, мышечные и нервные клетки. Однако, создание хранилища для пуповинной крови и плацентарного материала -- занятие дорогостоящее. В мире всего насчитывается более двухсот криобанков. Большинство таких, конечно же, находится в США и Канаде. На втором месте - Европа. Есть подобные хранилища в Австралии, Израиле, Японии, Сингапуре, Тайвани, ЮАР, Бразилии, а также в странах СНГ. В России сейчас насчитывается 11 учреждений. В Украине - четыре.

Рисунок 2

Источником другого вида стволовых клеток -- фетальных стволовых клеток, является абортивный материал 9--12 недели беременности. Этот источник на сегодняшний день используется наиболее часто. Но как видно на графике, в России число абортов с каждым годом уменьшается, из этого можно сделать вывод, что скоро этот источник скорее всего изживет себя. Помимо этических и юридических трений, фетальные клетки иногда могут вызвать отторжение трансплантата. Кроме того, использование непроверенного абортивного материала чревато заражением пациента вирусным гепатитом, СПИДом и т.д. Если же проводить диагностику материала на вирусы, увеличивается себестоимость метода, что, в конечном итоге, приводит к росту стоимости самого лечения.

Рисунок 3

Источником стволовых клеток может быть слизистая оболочка носоглотки. В ней преобладают частично специализировавшиеся стволовые клетки, способные превращаться в клетки нервной ткани -- нейроны и клетки глии. Эти клетки пригодны для лечения заболеваний головного и спинного мозга. Однако, применяемость этих клеток для замены иных, чем нервные, требует дальнейших исследований. Помимо этого, выделение и хранение данного материала достаточно трудоемки.

Мезенхимальные стволовые клетки содержатся в жировой, хрящевой, мышечной тканях. В настоящее время весьма перспективным является выделение этих клеток из жировой ткани, полученной при липосакции.

И, наконец, еще одним источником стволовых клеток является бластоциста, которая формируется к 5--6 дню оплодотворения. Это эмбриональные стволовые клетки. Они наиболее универсальны, по сравнению со стволовыми клетками взрослых людей, и способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток организма. Положительной стороной использования этих универсальных стволовых клеток следует считать тот факт, что в них отсутствует штампик «моё»: клетки как бы никому не принадлежат и не выполняют никаких специальных функций, а потому при введении не возникает реакция отторжения. Даже, если эмбриональные стволовые клетки взяты от другого организма, они не отторгаются, поскольку на их поверхности еще нет антигенов гистосовместимости.

Историческая справка

Термин «стволовая клетка» был введён в научный обиход русским гистологом Александром Максимовым ( -). Он постулировал существование стволовой кроветворной клетки. На заседании Общества Гематологов в Берлине 1 июня 1909 года он ввел понятие «Stammzelle», подразумевая под этим определением лимфоцит в более широком значении этого слова, как клетку, способную быть стволовой в современном понимании этого слова.

В шестидесятые годы XX века Тил и Маккулох , а также Меткаф и его сотрудники показали, что внутривенное введение костномозговых клеток от здоровой сингенной к летально облученной мыши приводит к образованию колоний из клеток всех направлений гемопоэтической дифференцировки в селезенке. С разработкой клонального метода для выявления клеток предшественников in-vitro, так называемых колониеобразующих единиц (КОЕ), стало возможным проследить за дифференцировкой всех миелоидных ростков.

Фриденштейн А. Я. и его сотрудники впервые показали, что в костном мозге, помимо гемопоэтических имеются стромальные стволовые клетки, которые при культивировании формировали колонии фибробластноподобных клеток. Пересадка таких колоний под капсулу почки мыши в диффузионной камере приводило к формированию костной или адипозной ткани.

Стволовые клетки размножаются путём деления , как и все остальные клетки. Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления.

ДНК во всех клетках одного организма (кроме половых), в том числе и стволовых, одинакова. Клетки различных органов и тканей, например, клетки кости и нервные клетки , различаются только тем, какие гены у них включены, а какие выключены, то есть регулированием экспрессии генов , например, путем метилирования ДНК . Фактически, с осознанием существования зрелых и незрелых клеток был обнаружен новый уровень управления клетками. То есть, геном у всех клеток идентичен, но режим работы, в котором он находится - различен.

В различных органах и тканях взрослого организма существуют частично созревшие стволовые клетки, готовые быстро дозреть и превратиться в клетки нужного типа. Они называются бластными клетками. Например, частично созревшие клетки мозга - это нейробласты, кости - остеобласты и так далее. Дифференцировку могут запускать как внутренние причины, так и внешние. Любая клетка реагирует на внешние раздражители, в том числе и на специальные сигналы цитокины . Например, есть сигнал (вещество), служащий признаком перенаселённости. Если клеток становится очень много, то этот сигнал сдерживает деление. В ответ на сигналы клетка может регулировать экспрессию генов.

Характеристики эмбриональных стволовых клеток

1. Тотипотентность - способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);
2. Хоуминг - способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;
3. Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре , а в цитоплазме . Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов , которые отвечают за раннее развитие зародыша ;
4. Теломеразная активность.

При каждой репликации часть теломер утрачивается (лимит Хейфлика или биочасы). В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений , они бессмертны.

• Стволовых клеток в нашем организме очень мало:
  • у эмбриона - 1 клетка на 10 тысяч,
  • у человека в 60-80 лет - 1 клетка на 5-8 миллионов.

• Мало кто знает, что стволовые клетки имеют другое название, их еще называют камбиальные клетки или клетки камбия (от позднелат. cambium - обмен, смена).

См. также

Примечания

Ссылки

• Что такое стволовые клетки , Корочкин Л. И., журнал «Природа», 2005, № 6.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Стволовая клетка" в других словарях:

взрослая стволовая клетка - Стволовая клетка, выделенная или происходящая из ткани костного мозга взрослой особи Тематики биотехнологии EN adult stem cell …

первая стволовая клетка - Стволовая клетка костного мозга эмбриона, из которой впоследствии будут развиваться клетки иммунной системы организма Тематики биотехнологии EN stem cell one … Справочник технического переводчика

полипотентная стволовая клетка - Стволовая клетка, способная превращаться в несколько видов клеток организма Тематики биотехнологии EN pluripotent stem cell … Справочник технического переводчика

гематопоэтическая стволовая клетка - Клетка предшественик клеток крови Тематики биотехнологии EN hematopoietic stem cell … Справочник технического переводчика

тотипотентная стволовая клетка - Клетка, способная сформировать любую ткань Тематики биотехнологии EN totipotent stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal stem cell … Справочник технического переводчика

мезенхимная стволовая клетка взрослого организма - — Тематики биотехнологии EN mesenchymal adult stem cell … Справочник технического переводчика

Стволовые клетки - это иерархия особых клеток живых организмов, каждая из которых способна впоследствии изменяться (дифференцироваться) особым образом (то есть получать специализацию и далее развиваться как обычная клетка). Отличие стволовых клеток состоит в том, что они могут делиться неограниченно, пока не "превратятся" в зрелые, а зрелые клетки обычно имеют ограниченное количество циклов деления.

Согласно современным гипотезам и представлениям, у млекопитающих существуют стволовые клетки для всех видов тканей и органов на протяжении всего срока жизни индивидуума.

Более того, имеются данные, что существует единая мультипотентная (универсальная) стволовая клетка. Дальнейшая ее специализация определяется набором стимулов, с которыми эта клетка встречается в организме.

Убедительно доказано, что из этих клеток происходят не только все ростки кроветворения, но и другие клетки организма. При определенных условиях из стволовой клетки крови можно получить клетку скелетной мускулатуры, клетку сердечной мышцы, вырастить настоящую кость и хрящ, и, даже, вырастить клетку головного мозга - нейрон. Эти лабораторные данные нашли свое применение в клинике. С помощью трансплантации клеток крови делаются первые шаги в лечении заболеваний скелетных мышц (миопатия Дюшена), эндокринной патологии (сахарный диабет), дегенеративных болезней центральной нервной системы (болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз). Лечение острого инфаркта миокарда с применением стволовых клеток вышло за рамки эксперимента и вошло в клиническую практику. Периодические переливания клеток, полученных на ранних этапах жизни , могут способствовать замедлению процессов старения. Трансплантации стволовых клеток, которым приданы определенные свойства методом генной инженерии, делает первые успешные шаги.

Учитывая скорость развития биотехнологий, можно уверенно прогнозировать появление программ с использованием трансплантаций модифицированных стволовых клеток крови для лечения инвалидизирующих и неизлечимых в настоящее время заболеваний.

В насотящее время в мире каждый год по поводу различных заболеваний проводится более 20000 трансплантаций стволовых клеток.

Источники стволовых клеток

Наиболее богата стволовыми клетками пуповинная кровь новорожденного. Эти стволовые клетки, кроме прочего, имеют наибольшую способность к делению и специализации, и не подверглись влиянию внешней и внутренней среды.

Процедура сбора пуповинной крови хорошо разработана и безопасна для матери и ребенка. С начала 90-х годов в США, Европе, Японии, Австралии, а сейчас и в Росси по желанию родителей практикуется сбор, заморозка и пожизненное хранение клеток пуповинной крови новорожденного. К настоящему времени в банках хранится более 100000 образцов.

Вторым источником стволовых клеток является костный мозг человека. При определенных условиях стволовые клетки выходят в периферическую кровь и циркулируют там непродолжительное время.

За последние два десятилетия разработана методика, позволяющая получать стволовые клетки из крови и хранить их длительно без потери свойств. Эта методика предусматривает предварительную стимуляцию кроветворения донора для увеличения содержания интересующих клеток в кровотоке в десятки раз и их забор с помощью клеточного сепаратора крови.

По мере старения организма капитал стволовых клеток истощается, существенно снижается их способность к делению, замедляются процессы жизнедеятельности, что приводит к нарушению функций органов и систем, старению организма, может являться причиной возникновения опухолей. Чем раньше собраны и законсервированы стволовые клетки, тем больше их потенциал в плане восстановления утраченных функций. Таким образом, каждый человек может стать донором стволовых клеток для самого себя.

Крупные научные медицинские центры Российской Федерации, например, ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина, РАМН, Кардиологический научный центр им. Бакулева и др., разработали и внедрили протоколы лечения больных, с использованием стволовых клеток крови.

Изучаются возможности выделения и применения стволовых клеток из менструальной крови женщин детородного возраста.

Эффективность клеточной терапии показана и доказана в следующих областях медицины:

1. Онкология (трансплантация стволовых клеток крови собственно больного или здорового донора при заболеваниях крови или солидных опухолях).
2. Гематология (трансплантация клеток крови донора при приобретенных или врожденных апластических анемиях).
3. Радиомедицина (острая и хроническая лучевая болезнь).
4. Иммунология (врожденные иммунодефицитные состояния).
5. Воспалительные заболевания (ревматоидный артрит, системная красная волчанка).
Клинические испытания, проведенные за последние десятилетие, расширили показания к клеточной терапии и позволили ее внедрить в:
1. кардиологию (трансплантация клеток в очаг инфаркта миокарда, терапия атеросклероза);
2. неврологию (реабилитация после травм и заболеваний головного и спинного мозга);
3. травматологию и ортопедию (лечение длительно заживающих переломов костей).

Также получены положительные результаты применения стволовых клеток в комплексном лечении врожденных заболеваний (болезни накопления, пример болезнь Гоше, Неймана-Пика).

В ближайшей перспективе (5-10 лет) лечение больных сахарным диабетом, дегенеративными заболеваниями, путем трансплантации модифицированных или клонированных стволовых клеток донора (методами генной инженерии)

В связи с высокой ценностью стволовых клеток, как «строительного материала» для организма больного человека, предлагается следующая программа сбора, криоконсервирования и длительного хранения кроветворных стволовых клеток крови, полученных из пуповинной крови новорожденного ребенка или периферической крови взрослого человека.

Получение стволовых клеток из пуповинной крови

Пуповинная кровь принадлежит новорожденному ребенку и содержит в несколько раз больше стволовых клеток, которые находятся на разных степенях зрелости, чем кровь взрослого человека. До конца 80-х годов прошлого века пуповинная кровь практически не использовалась для нужд ребенка или его родителей. Первые трансплантации стволовых клеток пуповинной крови показали ее эффективность и целесообразности персонального хранения. Если пуповинная кровь не собирается она уничтожается вместе с плацентой. Сбор пуповинной крови после рождения ребенка - уникальная, однократная возможность обеспечить запас стволовых клеток без каких-либо медицинских манипуляций и введения препаратов. Получение стволовых клеток из любых других частей пуповины и плаценты - это широко распространенный миф.

Преимущества пуповинной крови.

1. Сбор пуповинной крови проводится после рождения ребенка и его отделения от матери, путем пересечения пуповины.
2. Процедура сбора крови безболезненна и безопасна как для матери, так и для новорожденного (ребенок уже отделен от пуповины, а плаценты не имеет общих сосудов и нервных окончаний со стенкой матки роженицы).
3. Собирается лишь та кровь, которая находится в сосудах плаценты и пуповины. Это означает, что ни у роженицы, ни у новорожденного кровь не берется.
4. Сбор крови не требует проведения специальных манипуляций и введения каких-либо препаратов.
5. Процедура сбора длится всего несколько минут.
6. Пуповинная кровь – наиболее богатая стволовыми клетками субстанция человеческого организма.
7. В пуповинной крови присутствуют молодые стволовые клетки с неограниченным потенциалом деления и дифференцировки.

Краткое описание метода получения клеток пуповинной крови.

Сбор пуповинной крови осуществляется после рождения ребенка и отделения его от пуповины. Ни мать, ни ребенок не испытывают болевых ощущений. В ряде случаев возможен забор пуповинной крови и после отделения плаценты, если нет сомнения в ее целостности. Кровь собирается в специальную систему с консервантом путем пункции иглой вены пуповины. После того как кровь перетечет из пуповины в специальную систему, ее доставляют в лабораторию для обработки, выделения клеток их консервирования и длительного хранения.

Обследование матери до и после забора пуповинной крови.

Перед тем как собрать пуповинную кровь роженица должна быть осмотрена врачом и обследована на носительство опасных инфекций (гепатит В и С, ВИЧ, сифилис, гонорею и др.). Также необходимо сделать общий и биохимический анализ крови (определить количество форменных элементов крови, глюкозы, билирубина, белка, ферментов и. т.д.).

Подготовка в криоконсервации пуповинной крови и длительное хранение стволовых клеток

После доставки специальной системы с пуповинной кровью в лабораторию проводится выделение стволовых клеток, помещение клеток в специальный контейнер и их замораживание при ультранизких температурах (минус 196 0С). Далее замороженный материал хранится в в индивидуальной ячейке криохранилища под индивидуальным номером. По результатам обработки пуповинной крови оформляется протокол, содержащий описание процедуры и показатели качества материала.

Срок хранения клеток в жидком азоте неограничен.

Получение стволовых клеток у взрослого человека (донора)

Если пуповинная кровь не была заготовлена непосредственно после родов, стволовые клетки могут быть получены из периферической крови здоровых, совершеннолетних доноров при соблюдении определенных условий.

Краткое описание метода получения стволовых клеток.

Процедура условно разделяется на две части

1) Мобилизация стволовых клеток в периферическую кровь:
С целью увеличения количества стволовых клеток в периферической крови донор получает 8 инъекций гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ), подкожно с интервалом в 10-12 часов в течение 4 дней. Г-КСФ представляет собой медицинский препарат, полученный путем генной инженерии.

2) Сбор стволовых клеток или получение сепарата:
Осуществляется на 5 день от начала стимуляции Г-КСФ на сепараторе крови с использованием одноразовой системы для сепарации и стандартных растворов. Длительность процедуры составляет не более 3 часов, в зависимости от скорости процедуры, веса донора и параметров анализа крови. Процедура сбора клеток проводится путем забора крови из одной вены, обработки ее внутри сепаратора, забора определенного объема стволовых клеток и возврата остальных компонентов крови донору через другую вену.

Преимущества стволовых клеток крови.

1. Возможность получения из периферической крови без применения общего наркоза с минимальной травматичностью для донора.
2. Возможность проведения многократных и повторных сеансов получения стволовых клеток. 3. Относительная быстрота получения.
4. Быстрое восстановление кроветворения в случае трансплантации, уменьшение времени пребывания в стационаре.

Криоконсервация стволовых клеток.

После доставки сепарата в лабораторию проводится его обработка. Затем клеточный концентрат переводится в специальный криоконтейнер и замораживается при ультранизкой температуре (минус 196 0С). Далее замороженный материал хранится в индивидуальной ячейке криохранилища под индивидуальным номером. По результатам обработки пуповинной крови оформляется протокол, содержащий описание процедуры и показатели качества материала.

Применение стволовых клеток.

Клетки могут быть использованы для лечения гематологических и онкологических больных (трансплантация стволовых клеток крови собственно больного или здорового донора при заболеваниях крови или солидных опухолях). В гематологии, радиомедицине, иммунологии и других областях медицины: трансплантация клеток крови донора при приобретенных или врожденных апластических анемиях; острая и хроническая лучевая болезнь, врожденные иммунодефицитные состояния; рассеянный склероз; ревматоидный артрит, системная красная волчанка и др.

Например, только в одной Москве существует несколько государственных медицинских учреждений, использующих в лечении больных стволовые клетки. Среди них можно выделить такие центры, как: Россйский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, Медико-хирургический центр им. Н.В. Пирогова, Гематологический научный центр, Научный Центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН, ФНЦ трансплантологии и искусственных органов имени академика Шумакова и другие.

Благоприятный прогноз трансплантации выше при наибольшем сходстве донора и реципиента по антигенам тканевой совместимости (HLA - human leucocyte antigens - антигены тканевой совместимости, человеческие лейкоцитарные антигены). Подобрать донора, полностью совместимого с реципиентом по антигенам HLA, очень сложно, поскольку число комбинаций, составленных более чем из 100 антигенов этого семейства, чрезвычайно велико. Найти донора, полностью совместимого с реципиентом по антигенам HLA, среди людей, не являющимися его родственниками, почти невозможно. Вероятность подбора полностью совместимого донора среди родных братьев и сестер составляет 1:4, так как гены HLA наследуются по законам Менделя. При наследовании HLA - антигенов ребенок получает по одному гену каждого локуса от обоих родителей, т.е. половина антигенов тканевой совместимости наследуется от матери и половина от отца.

Таким образом, представленная программа сбора, криоконсервирования и длительного хранения стволовых кроветворных клеток поможет обеспечить донора и его близких родственников «уникальными», доступными только для них, стволовыми клетками, а также даст возможность применения клеток в случае необходимости.