Стволовая клетка. Какие источники стволовых клеток использует медицина

30.04.2019

Термины «стволовые клетки», «пуповинная кровь», «криобанк» наши соотечественники впервые услышали сравнительно недавно - пять лет назад. В то время как в США первый криобанк стволовых клеток пуповинной крови «Cryo-Cell» был открыт в 1992 г. Тем не менее первое предположение о существовании стволовых клеток было высказано именно русским ученым. В 1909 г. профессор Военной медико-хирургической академии Санкт-Петербурга А.А. Максимов сделал сенсационное заявление о том, что в организме человека есть так называемые «стволовые» клетки, способные при определенных условиях превращаться в зрелые, дифференцированные клетки организма. Несколько позже профессор московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи А.Я. Фриденштейн подтвердил предположение коллеги и, изучая возможности этих особых клеток, стал разрабатывать сферу их применения.
Сейчас, по словам профессора Б.В. Афанасьева, директора клиники трансплантации костного мозга Санкт-Петербургского Государственного медицинского университета им. И.П. Павлова, в России вопросами стволовых клеток занимаются ученые и практикующие врачи Москвы, Санкт-Петербурга и Новосибирска.

Зачем нужны стволовые клетки?

Единого термина для названия этих универсальных клеток пока не придумано. Их именуют и «стволовыми», и «клетками-предшественницами», и «запасными». В организме взрослого человека, особенно в костном мозге, существуют клетки, обладающие способностью превращаться практически во все виды клеток взрослых тканей, например в клетки мышц, печени и другие. В отличие от дифференцированных, стволовые клетки обладают свойством неограниченного воспроизводства, в то время как дифференцированные клетки выполняют только лишь определенные функции (мышечные клетки - сокращаются, эритроциты - переносят кислород и т.д.), и не способны делиться неограниченно. Превращение стволовых клеток в дифференцированные происходит под действием клеток и субстратов, окружающих стволовую клетку, попавшую в ту или иную ткань. Мы знаем, что в норме стволовых клеток в организме чрезвычайно мало, но они являются универсальными «запасными» частями, которые используются организмом для восстановления разных тканей. «Починка» организма с помощью стволовых клеток происходит следующим образом: когда в какой-то ткани возникает повреждение, то ее гибнущие клетки посылают в кровь сигнал тревоги, выделяя особые вещества. Этот сигнал поступает в костный мозг, который начинает активно выбрасывать в кровь определенные клетки-предшественники. Те, в свою очередь, с током крови поступают к пострадавшему участку. Здесь сотни пришедших на помощь стволовых клеток делятся на миллионы, копируя погибшие и таким образом, восстанавливая их баланс.
В настоящее время эти возможности стволовых клеток используются в практической медицине при лечении более 60 опасных заболеваний. Среди них основное место занимают заболевания системы крови, различные онкологические заболевания, наследственные и аутоиммунные болезни. С этим связано то, что метод пересадки гемопоэтических стволовых клеток, т. е. клеток-родоначальников системы кроветворения, становится рутинным методом лечения этой тяжелой группы болезней. Как ни печальна статистика, но у 1 ребенка из 600 в возрасте до 14 лет может наблюдаться развитие такого заболевания.
В то же время исследования последних лет показали, что, стволовые клетки могут быть с успехом использованы и при лечении, например, сердечно-сосудистых заболеваний. Так, при инфаркте миокарда (состоянии, при котором нарушается кровоснабжение участка сердечной мышцы) костный мозг больного начинает сразу выбрасывать в кровь стволовые клетки, но для эффективного восстановления ткани сердечной мышцы их количества обычно недостаточно. В настоящее время ведутся исследования по имплантации стволовых клеток в зону сердечной мышцы, поврежденную при инфаркте миокарда. Такие операции проведены, например, в Бельгии, Германии. При этом пациенту в область поврежденной сердечной мышцы успешно имплантировали стволовые клетки, полученные из его же костного мозга. Следует отметить, что в данном случае стволовые клетки стимулируют образование мышечной ткани - непосредственно миокарда, а также сосудов поврежденной области.

Способы получения стволовых клеток

В настоящее время стволовые клетки для трансплантации получают в клинических условиях:
1. Из костного мозга. Это оперативное вмешательство проводится путем множественных пункций костей таза, грудины. При этом заготавливают около 1000 мл костного мозга. Этот метод используется более 30 лет. Его недостатками являются необходимость наркоза и возможность развития послеоперационных осложнений, хотя встречаются они достаточно редко.
2. Из периферической крови. Аппараты - фракционаторы клеток крови подсоединяются к венам больного или донора, и за одну-две операции через них пропускают 10-20 л крови. Эти процедуры проводятся на фоне введения человеку специальных лекарств (факторов роста), которые увеличивают содержание в крови стволовых клеток. Второй метод лишен недостатков первого, но более дорог, т.к. он требует использования дорогостоящей аппаратуры и факторов роста.
3. Из пуповинной крови. Стволовые клетки заготавливают в момент рождения ребенка, подвергают тщательному обследованию, замораживают и, в случаях их совместимости с каким-либо пациентом по антигенам главного комплекса совместимости - системе HLA, трансплантируют.
Количество стволовых клеток, которые распознаются по выявлению на их поверхности определенных антигенных структур, получаемых при заготовке материала для трансплантации из костного мозга, заготовленного от донора или больного, не превышает обычно 1*106/кг, для концентрата стволовых гемопоэтических клеток из периферической крови - 1-10*106/кг, для образца пуповинной крови - 1-4*106/кг.
О третьем методе стоит рассказать более подробно. В пупочной вене новорожденного концентрация стволовых клеток относительно велика. Это связано с тем, что у новорожденных сохраняются элементы эмбрионального кроветворения, и сама плацента выделяет мощные стимуляторы этого процесса. Клетки крови, ответственные за иммунные реакции, у новорожденных менее зрелы, чем у взрослых, что ведет к снижению риска возникновения болезни «трансплантат против хозяина» и дает возможность успешно осуществлять трансплантации гемопоэтических клеток при наличии определенных различий в системе HLA реципиента и донора. Кроме того, сам процесс сбора такой крови осуществляется быстро и просто; он не требует какого-либо контакта с матерью и ребенком и, соответственно, безболезнен.
Исследования последних лет доказали, что кровь, которая остается в пуповине, может быть собрана и заморожена для использования в будущем.

Теория и жизнь

В современной мировой медицине накоплен достаточный опыт реального излечения больных с помощью стволовых клеток. Примером тому может служить история шестилетней Кинси Моррисон, страдающей острой формой лейкемии 1. Шанс на выздоровление, сама того не ведая, ей подарила новорожденная сестренка. Стволовые клетки малышки, взятые из пуповины после ее рождения, оказались абсолютно иммунологически совместимыми с клетками Кинси, в то время как никто из возможных 9 миллионов потенциальных доноров стволовых клеток в мире, данные о которых собраны в мировом Регистре доноров кроветворных клеток (включая ее мать), не подходил больной девочке.
Первая в Европе операция с использованием донорских стволовых клеток пуповинной крови от совместимого родственного донора была проведена в 1988 г. в Париже ребенку с анемией Фанкони 2. Сегодня ребенок живет и здравствует. Этот пример стал одним из многих фактов успешного применения стволовых клеток пуповинной крови в лечении заболеваний крови. В целом стволовые клетки пуповинной крови были использованы более чем в 2 тысячах случаев трансплантаций.
В нашей стране заявлено существование регистра неродственных доноров на базе Гематологического центра, существуют также базы данных в Российском институте гематологии и трансфузиологии, Санкт-Петербургском медицинском университете - это банки данных на доноров, типированных по системе HLA и подписавших согласие на сдачу стволовых клеток в случае необходимости (из костного мозга или крови). За рубежом в 30 странах существует более 50 таких регистров, многие из которых имеют и банки образцов заготовленной и замороженной пуповинной крови. Если в национальные базы данных могут обращаться врачи и родственники больных, то в международные обращаются обычно через врачей (для этого существует определенный порядок, не всегда возможный для россиян).

Что такое криобанк?

Криобанки - это специально оборудованные хранилища стволовых клеток. В Европе и Америке криобанки стволовых клеток пуповинной крови начали появляться более 10 лет назад. Сегодня в общей сложности их 45. В этих банках хранятся образцы пуповинной крови, заготовленные от новорожденных-доноров, данные о которых включены в Национальные Регистры доноров гемопоэтических клеток. Заключив договор с таким банком, родители могут также сохранить «впрок» стволовые клетки и для своего ребенка. Клетки подвергаются тщательному обследованию, замораживаются по специальной программе и хранятся в жидком азоте при температуре –196°С в состоянии полного анабиоза и могут быть использованы для лечения самого ребенка или его ближайших родственников. Иными словами, хранение собственных - аутологичных стволовых клеток - это биологическая страховка для ребенка в будущем, благодаря которой он имеет собственные здоровые «запасные» клетки на случай серьезной болезни. Ведь известно, что сегодня более 30% людей, нуждающихся в пересадке стволовых клеток, так и не находят подходящий трансплантат.

Технология сбора

Манипуляция осуществляется после рождения ребенка и пережатия пуповины: пуповина перерезается и кровь собирается в стерильный контейнер, содержащий антикоагулянт - раствор, предотвращающий свертывание крови. Обычно объем собранной крови колеблется от 60 до 120 мл. Эта процедура не представляет никакого риска ни для матери, ни для ребенка и может быть произведена как при обычном течении родов, так и при родах путем кесарева сечения. Собранная пуповинная кровь упаковывается и помещается в специальный контейнер для перевозки, на который заранее нанесена вся необходимая информация.
Хранилище стволовых клеток разработано специально для их долгосрочного хранения. Оно представляет собой резервуар с жидким азотом объемом 500 л, оснащенный внутренней системой для размещения криобоксов с пробирками. Оно оборудовано сигнализацией и компьютерной системой, позволяющей круглосуточно следить за уровнем жидкого азота и за температурой в хранилище. К настоящему времени опыт хранения стволовых клеток насчитывает 15 лет, причем после размораживания клетки сохраняют все свои свойства. Размораживают образцы в водяной бане при температуре 40-41°С в течение 3-5 минут. Размороженные клетки должны быть сразу перелиты реципиенту.
Сроки «жизни» образцов пуповинной крови ограничены не столько длительностью хранения, сколько тем, что количества стволовых клеток, содержащихся в пуповинной крови, обычно бывает достаточно только для трансплантации детям до 10-14 лет. Поэтому сроки хранения пуповинной крови, взятой у конкретного новорожденного для возможной трансплантации ему же, ограничены указанными рамками. (Кстати, пуповинную кровь можно использовать не только для самих детей, но и для их родственников, которые совместимы с ними иммунологически и имеют показания для трансплантации и для которых количества этой крови будет достаточно).
Ученые, занимающиеся исследованием стволовых клеток, уверены, что в ближайшем будущем сфера их возможного использования значительно увеличится, т.к. научные исследования в этой области развиваются чрезвычайно динамично, и работа по созданию специальных банков пуповинной крови в России идет интенсивно. Услуги по хранению стволовых клеток пуповинной крови позволяют в какой-то степени обезопасить жизнь ребенка, и, возможно, других членов семьи. Как быстро они приживутся в нашей стране - покажет время, с единственной оговоркой, что сам шанс сохранения «клеток-лекарей» дается родителям только один раз - в момент рождения ребенка.

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.

ольга лукинская

О стволовых клетках в последние годы приходится слышать в самом разном контексте: их предлагают использовать в косметических процедурах и даже добавляют в кремы, учатся добывать из молочных зубов и пуповины, используют в лечении самых разных заболеваний. Часто в новостях сообщают о новых возможностях их использования, которые ещё долго предстоит изучать в лаборатории; в итоге одним стволовые клетки представляются чем-то из будущего, а другим кажется, что они уже стали обыденностью и используются в любом салоне красоты. Разбираемся, что вообще представляют собой стволовые клетки, для чего они часто применяются уже сейчас и какая польза возможна пока только в теории.

Откуда добывают
стволовые клетки

Стволовые клетки - это так называемые недифференцированные клетки, которые могут превращаться в разные клетки организма - а у человека их более двухсот - с различными свойственными им функциями. Например, у нервных клеток или клеток крови есть узкие, специфические задачи - и всю энергию они тратят на выполнение этих задач, не растрачиваясь на размножение. А новые эритроциты или нейроны возникают из стволовых клеток, которые есть у каждого человека в любом возрасте. Они бывают разных видов : одни способны дифференцироваться только в один тип клеток, другие - в несколько; стволовые клетки эмбриона на раннем сроке беременности могут преобразоваться в любой тип клеток организма.

Среди учёных ведутся терминологические споры о том, можно ли все эти клетки называть стволовыми и синонимичны ли термины «стволовая клетка» и «клетка-предшественник», но в целом оба термина могут использоваться равноценно. Речь идёт о базовых клетках, способных превращаться в любые другие - а значит, если научиться правильно с ними обращаться, потенциально могут позволить вырастить новую кожу на месте ожога или заменить пострадавшую в результате гепатита ткань печени. К сожалению, использовать стволовые клетки в таких целях пока не получается - но всё же есть ряд серьёзных проблем, которые они помогают решить. Получать стволовые клетки можно из эмбрионов (например, для исследовательских целей могут использоваться абортивные материалы), а у взрослых людей их основной источник - костный мозг. Стволовые клетки также активно выделяют из пульпы зубов и из пуповины новорождённых.

Для чего их используют

Стволовые клетки уже несколько десятилетий используют в лечении тяжёлых заболеваний крови и костного мозга, например лейкозов. Костный мозг - это орган кроветворения; по сути, он и состоит из стволовых клеток. Когда он не функционирует или производит «дефектные» клетки крови, один из вариантов лечения - трансплантация, то есть «замена» стволовых клеток костного мозга здоровыми. Для этого могут использоваться как донорские клетки, так и собственные, если они прошли определённую обработку.

Сегодня о стволовых клетках слышали, наверное, все. Но вокруг этой темы ходит столько домыслов и слухов, что очень трудно отделить правду от небылиц. Попробуем разобраться, чем нам могут помочь стволовые клетки и зачем надо их сохранять.

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки - это предшественницы клеток, из которых формируются все органы и ткани человека. Когда происходит зачатие, то в течение первого месяца живой комочек - эмбрион - состоит только из стволовых клеток. Они самые сильные, но использовать их нельзя - такой запрет наложен правительствами всех стран мира.

Стволовые клетки в небольших количествах содержатся в костном мозге и жировой ткани человека. Причем, с возрастом их количество уменьшается, а качество ухудшается. Ученые научились выделять такие клетки из костного мозга и использовать для лечения болезней. Но оптимальный источник стволовых клеток - это кровь, находящаяся в плаценте и пуповине новорожденного. Именно в ней концентрация стволовых клеток максимальная.

Как получают стволовые клетки?

Стволовые клетки можно выделить из костного мозга человека и увеличить их количество - откультивировать. А можно получить их из пуповинной крови или пупочного канатика , причем такая возможность имеется только в момент рождения ребенка.

Как это происходит? Как только малыш родился и его отдели от пуповины, доктор, принимающий роды, вставляет в пуповинную вену иглу, и оттуда самотеком в пакет со специальным веществом против свертываемости крови выходит от 50 до 250 мл крови, которая на 3-5 % состоит из мощных и сильных стволовых клеток. После того, как отошел послед, акушерка отрезает 10-20 см пупочного канатика и помещает его в специальную укладку, которая доставляется в лабораторию банка стволовых клеток.

Как видите, процедура забора стволовых клеток пуповинной крови и пупочного канатика совершенно безболезненна и абсолютно безопасна как для мамы, так и для малыша. Ее можно проводить как при естественных родах, так и при кесаревом сечении.

Затем в течение 4-6 часов биоматериалы доставляют в лабораторию. Здесь их обрабатывают , замораживают и помещают на хранение. Стволовые клетки пуповинной крови или пупочного канатика, замороженные с соблюдением определенных условий, могут храниться при крайне низких температурах десятки лет.

Зачем нужно сохранять стволовые клетки?

Сегодня медицина многое умеет, но есть болезни, перед которыми традиционные методы лечения сказываются бессильными. И вот тогда могут помочь стволовые клетки. Во многих случаях они способствуют восстановлению крови, костного мозга, регенерации тканей после ран и ожогов. А при заболеваниях иммунной системы и крови трансплантация стволовых клеток - единственный радикальный метод терапии.

Одна из проблем данного метода - подбор стволовых клеток, подходящих конкретному пациенту. При именном хранении все заготовленные стволовые клетки пуповинной крови будут родными для вашего ребенка и идеально ему подойдут. А стволовые клетки пупочного канатика можно будет использовать для терапии всей семьи.

При каких заболеваниях могут помочь стволовые клетки?

На сегодняшний день стволовые клетки десятки лет во всем мире используются в комплексной терапии онкологических заболеваний крови, иммунодефицитов различной этиологии.

Применение стволовых клеток дало положительные результаты при лечении инсультов, инфарктов, сахарного диабета 1 типа и наращивании хрящевой ткани.

Список насчитывает более 80 заболеваний. К самым тяжелым и распространенным можно отнести:

болезни крови (лейкоз) и злокачественные образования;

сахарный диабет;

заболевания сердца;

инсульт и повреждение головного мозга;

мышечные дистрофии;

болезнь Паркинсона;

болезнь Альцгеймера;

рассеянный склероз;

повреждения позвоночника;

боковой амиотрофический склероз;

системную красную волчанку;

аутоиммунные заболевания;

детский церебральный паралич;

хронические гепатиты и циррозы печени.

Чем занимаются банки стволовых клеток?

Банки стволовых клеток обрабатывают и хранят образцы, содержащие стволовые клетки. Хранение стволовых клеток может быть общественным и именным. Образцами из общественного регистра может воспользоваться любой, кто нуждается в стволовых клетках. При именном хранении стволовыми клетками распоряжаются их владельцы. Так, стволовые клетки, выделенные из крови пуповины или пупочного канатика, принадлежат родителям ребенка. Но в этом случае они оплачивают услуги по их взятию, обработке и хранению.

Чем следует руководствоваться при выборе банка стволовых клеток:

✓ Сколько лет существует банк?

Чем больше лет банку, тем большую гарантию стабильности вы получаете, тем больший у сотрудников банка опыт по выделению, заготовке и хранению стволовых клеток.

✓ Имеет ли банк лицензию?

Банк обязательно должен иметь лицензию на забор, транспортировку и хранение стволовых клеток, выданную комитетом по здравоохранению.

✓ На базе какого учреждения находится банк?

Преимуществом для банка является его нахождение на базе медицинского учреждения или научно-исследовательского института. Во-первых, потому что в больницах существует автономная система электроснабжения. Во-вторых, здесь уже созданы условия, необходимые для работы с биологическим материалом.

Банк как и любое медицинское учреждение должен иметь круглосуточную охрану, ведь в банке находятся драгоценные образцы стволовых клеток, много уникального медицинского оборудования и базы данных.

✓ Каким оборудованием оснащены его лаборатории и хранилища?

На сегодняшний день существуют 3 аппарата, на которых могут быть выделены стволовые клетки: двойная центрифуга (полуавтоматизированный аппарат), аппараты Sepax (Швейцария) и Macopress (Франция) .

Наличие данных аппаратов является обязательным для успешной работы банка.

✓ Существует ли в банке система автоматического контроля криохранилищ?

Криохранилище банка должно быть оснащено системой IT-мониторинга криодьюаров, в которых хранятся образцы стволовых клеток. В любой момент времени сотрудники банка могут проверить температуру хранения образца и заполненность криодьюара. А также получить отчет о хранении образца за любой промежуток времени и сохранить на сервере для архива.

✓ Имеет ли банк собственную курьерскую службу?

Для оперативного забора пуповинной крови из родильного дома и скорейшего выделения образца стволовых клеток без потери их жизнеспособности, банк должен иметь курьерскую службу, сотрудники которой в любой момент могут забрать образец крови из роддома и доставить в банк.

✓ Проводит ли банк научные исследования в области клеточных технологий?

Очень важно, чтобы на базе банка была организована еще и научная работа, а также осуществлялось сотрудничество с ведущими НИИ и медицинскими учреждениями города.

✓ Есть ли у данного банка опыт успешного применения стволовых клеток пуповинной крови?

Не лишним будет запросить у бака статистику востребованности образцов и опыт применения стволовых клеток для лечения пациентов с различными заболеваниями.

Современные медицинские технологии XXI века могут то, о чем даже не могли мечтать наши предки. Например, возможно распечатать на 3d-принтере часть имплантата межпозвонкового диска или сделать из специального пластика фрагмент, который идеально подходит пациенту. Но наш собственный организм уже содержит всю необходимую информацию о каждом веществе и каждой структуре, которая в нем когда-то существовала.Эта информация закодирована в генах и хромосомах, которые хранятся в ядре соматической клетки. Но человек так устроен, что «вытащить» ее оттуда в нужный момент не получается. Ядро клетки вовсе не похоже на хранилище чертежей при заводском конвейере. Только стволовые клетки организма могут запустить этот процесс. Наибольшая их часть активно действовала во время внутриутробного развития человека. Ведь эмбрион способен превратиться во взрослую особь с помощью простого деления пополам, и это продолжается некоторое время до начала специализации.

Стволовые клетки новорожденного содержатся в таком бесценном материале, как пуповинная кровь. Извлеченные оттуда, они по активности и способности специализации далеко обгоняют все, что находится в организме взрослых. Кроме этого, небольшой «запас» находится в пульпе выпавших молочных зубов. Стволовые клетки в зубах – это последний подарок малышу от природы на восстановление собственных тканей.

Затем, по мере формирования организма, стволовые клетки теряют свой «запал», и становятся нужными только там, где происходит постоянная наработка новых клеток в очень большом объеме. Эти новейшие стволовые клетки занимаются постоянным обновлением крови. Кровь – это уникальная, высокоспециализированная ткань, и производится она в красном костном мозге.

Стволовые клетки мозга являются единственными действующими в человеческом организме, который развился и стал взрослым. Более того, эти структуры остаются активными и не снижают своей «плодовитости» до самой смерти человека, производя колоссальное потомство.

Можно сказать, что стволовые клетки мозга являются бессмертными, но при этом они не просто воспроизводят свои копии, а способны к специализации. В зависимости от необходимости и нужных биохимических стимулов они способны превращаться в эритроциты, лейкоциты всех видов, тромбоциты.

Самыми главными являются полипотентные стволовые клетки . Их популяция поддерживается на небольшом количестве. Затем они, накапливаясь и делясь в очень больших количествах, постепенно приобретают нужную специализацию, превращаясь в полнофункциональные клетки крови.

Но такая «узкая специализация» привела к тому, что стволовые клетки мозга (красного костного) с большим трудом могут «вспомнить» прошлое, и превратиться, скажем, в нейроны или миокардиоциты. Вследствие этого возможности их трансплантации во многом ограничены.

Как это ни прискорбно, но кроме красного костного мозга, у взрослого человека взять стволовые клетки неоткуда. Природа не терпит пустоты, и эти структуры находятся только там, где идет интенсивное образование новых клеток. Любые анаболические процессы: заживление ран, созревание яйцеклеток в яичнике у женщин и сперматогенез у мужчин – по темпам далеко отстают от кроветворения.

Именно поэтому при необходимости, когда требуется пересадка стволовых клеток , для этого используются или собственные стволовые клетки из крови , или берутся аналогичные материалы у родственников. Конечно, трансплантация стволовых клеток родственников имеет меньшие шансы на успех. Представьте, что у вас дома кот ободрал обои, и вам нужно поменять небольшой кусок. Оригинальных остатков у вас нет, а в магазине вам предлагают очень похожие, но все – таки не те. Точно так же обстоит дело и с пересадкой стволовых клеток родственников, только вместо эстетического дискомфорта следует опасаться большего числа осложнений и меньшего клинического эффекта.

Зато бесценным источником куда более «сильных» клеток является пуповинная кровь и стволовые клетки в зубах (молочных).

Что же делать? Пользоваться при необходимости собственными стволовыми клетками мозга , хотя мы надеемся, что этот момент никогда не наступит. Но в наших силах обезопасить подрастающие поколения и сохранить здоровье еще нерожденным малышам. Для этого просто нужно организовать при родах взятие пуповинной крови , которая помещается в специальный банк стволовых клеток и хранится там при температуре жидкого азота до тех пор, когда она понадобится.

Если этот момент упущен, то можно получить стволовые клетки из молочных зубов ваших малышей и отправить их на длительное хранение. Банк стволовых клеток молочных зубов и пуповинной крови – это европейское изобретение. Банк стволовых клеток в Европе (один из лучших) находится во Франции, а также в княжестве Монако. Сделать шаг в правильном направлении поможет компания Кофранс (Cofrance SARL), работающая с ведущим в Европе биологическом банком стволовых клеток.

Узнать подробности вы можете на сайте фирмы, поскольку компания имеет сервис для обслуживания русскоговорящих клиентов. Ведь альтернативы сохранить здоровье и жизнь вашим детям и внукам в России с помощью клеточных технологий пока нет и не предвидится.