Стволовые клетки
Стволовые клетки – одно из самых многообещающих открытий в биомедицине за последние годы.
Из любой клетки зародыша на ранних стадиях развития, как ветки из ствола, может вырасти любой из сотен типов клеток, из которых состоит наше тело. Во взрослом организме специализированные клетки не способны ни делиться, ни дифференцироваться в другие типы клеток. При болезнях, травмах, отравлениях и возрастных изменениях клетки гибнут, а их восстановление происходит только за счет стволовых клеток: специализированных региональных и универсальных – мезенхимальных, которые, как стратегический резерв, хранятся в костном мозге. Они, как и клетки зародыша, могут делиться и превращаться в клетки различных тканей. Но ресурсы их ограничены, а с возрастом запасы стволовых клеток истощаются, активность их падает, и к тому времени, когда ремонт организму требуется все чаще, запчастей в нем уже не хватает даже на то, чтобы просто поддерживать его на ходу, и тем более – на капитальный ремонт.
Если выделить из костного мозга, размножить и ввести десяток-другой миллионов стволовых клеток непосредственно в место повреждения или просто в вену, можно вылечить множество болезней. Кроме собственных мезенхимальных, в медицине применяются и донорские стволовые клетки (в том числе из пуповинной крови), и фетальные – полученные из так называемого абортивного материала.
Сообщения об очередном успешном применении клеточной терапии для лечения все новых болезней появляются ежедневно. Список болезней, которые уже сейчас лечат с помощью клеточной терапии, давно перевалил за сотню. В их число входят и такие, при которых традиционная медицина может предложить, например, ампутацию (при возрастных или диабетических нарушениях кровоснабжения ног) или пересадку сердца (при тяжелейшей сердечной недостаточности). В онкологии применение стволовых клеток, восстанавливающих разрушенные химио- или радиотерапией здоровые клетки, во много раз увеличивает шансы на выздоровление, а при онкологических заболеваниях кроветворной системы уже является обязательной частью протокола лечения.
Кроме того, уже сейчас методами тканевой инженерии исследователи создают из стволовых клеток участки костей (в том числе – практически всю, кроме челюстных суставов, нижнюю челюсть), пересаживают пациентам выращенные из их собственных клеток кровеносные сосуды, сердечные клапаны, мочевые пузыри, связки и сухожилия (в том числе при такой распространенной травме, как разрыв менисков коленного сустава), фаланги пальцев (тоже очень распространенная травма), восстанавливают голосовые связки, барабанные перепонки, желчные протоки, участки трахеи и кишечника… А восстановление кожи, роговицы, кости и хряща трансплантатом из собственных клеток пациента в некоторых клиниках мира уже становится рутинной процедурой.
В опытах на животных были выращены и успешно функционировали почки и даже глаза. Многие группы исследователей работают над совершенствованием метода послойной трехмерной печати заготовок будущих органов. С помощью специализированного струйного принтера можно создать каркас из биоразлагаемого полимера, в котором структуру органа образуют стволовые клетки, уже дифференцированные в нужном направлении – для превращения в кровеносные сосуды, мышцы, соединительную ткань и т.д. Вместе с клетками в заготовку вносятся и различные факторы роста – биологически активные молекулы, стимулирующие деление клеток и их окончательную специализацию. Такой орган можно будет дорастить в биореакторе или даже в теле самого пациента – в брюшной полости или в мышцах, и пересадить на место изношенного. По самым смелым прогнозам, первые человеческие искусственные сердца, почки, легкие и т.д. будут созданы в ближайшие 10 лет.
Кроме развития собственно клеточных технологий, изучение стволовых клеток необходимо и для лучшего понимания процессов старения и канцерогенеза: механизмы, обеспечивающие как неопластические процессы, так и свойства стволовых клеток, имеют много общего.
Через несколько лет в широкую практику будут внедрены методы выращивания из стволовых клеток зубов, волос и молочных желез. На разных стадиях клинических испытаний, необходимых для разрешения применять их в любом лицензированном медицинском учреждении, находятся методы лечения с помощью стволовых клеток инфаркта, инсульта, тяжелых травм, в т.ч. спинного мозга, диабета и десятков других заболеваний, включая типично старческие – артроз, паркинсонизм, болезнь Альцгеймера и т.д. А у относительно здоровых людей введение стволовых клеток применяют в косметологии и для ревитализации – омоложения организма.