Живи без старости. Достижения ученых, которыми можно воспользоваться уже сегодня - Юлия Кириллова

Реальная фантастика

(Стволовые клетки и генные технологии)

Выступая в 1998 году с лекциями в Москве, американский профессор из Кливленда, основатель одной из ведущих компаний в области клеточной терапии «Озирис» Арнольд Каплан рассказал об использовании биоортопедических материалов для регенерации хряща, костей и мягких тканей. Ученый сообщил о том, что клеточная терапия уже довольно широко применяется в ветеринарии. В Калифорнии существует компания «Стволовые клетки». Туда клиент присылает небольшое количество жира животного (главным образом это скаковые лошади, крупные собаки с поврежденными сухожилиями). Из этого жира выделяются взрослые стволовые клетки, способные превращаться в несколько типов клеток разных органов, и на их основе изготовляют препарат.

Лекарство отсылают обратно прямо в стерильном шприце. Клетки вводят животному, и происходит восстановление сухожилия. А. Каплан назвал стволовые клетки живыми аптеками, поскольку они вырабатывают и доставляют к месту повреждения необходимые для регенерации лекарства в виде нужных для этого веществ.

Стволовые клетки – предшественницы всех без исключения типов клеток в организме.

Они были открыты в 1908 году профессором Военно-медицинской академии Петербурга профессором Александром Максимовым. Исследуя костный мозг, он обнаружил необычные клетки, которые постоянно делятся. Из одной получаются две молодые, одна из которых остается кровяной, а другая подрастает и снова делится. Таким образом, раздваивающиеся клетки образуют как бы ствол, от которого при каждом делении вбок ответвляются новые «детки». Прародительницу всех клеток крови А. Максимов назвал стволовой.

Стволовые клетки обновляют организм человека с момента его рождения, воспроизводя себе подобных и формируя иные, других специализаций.

Они способны развиться в любой тип клетки, присущий ткани того или иного органа (обычно той, в которой или возле которой данная стволовая клетка живет). Когда мы заболеваем или получаем травму, т. е. получаем повреждения, армия «микроспасателей» оживляет отмирающих «собратьев» и замещает погибших во всех органах и тканях.

Таким образом, стволовые клетки поддерживают наше здоровье и предупреждают преждевременное старение. Главное – научиться управлять заложенной природой способностью помогать себе самому.

Ключ от клетки

Возможность восполнить ущерб здоровью, обновив клеточный состав, – реальный ключ к решению проблемы старения.

Понимание важности клеточной терапии пришлось лишь на конец ХХ века, когда начался геронтологический бум и клеточная биология была окончательно признана наукой.

В перечне постепенно побеждаемых врагов здоровья числятся рассеянный склероз, ДЦП, остеохондроз, артрозы, сердечно-сосудистые недуги, многочисленные патологии органов и систем организма.

К сегодняшнему дню успехи клеточного омоложения были достигнуты за счет приведения в действие огромного количества биоактивных факторов. В области ортопедии биохимики сумели выделить белки, стимулирующие превращение стволовых структур в создателей костной ткани – остеобластов. Этими белками снабжают полимерный имплантат кости. Вживленная полимерная вставка постепенно рассасывается, а белки как магнит притягивают из крови соответствующих им «сородичей». Скопившиеся на тающем имплантате «полуфабрикаты» костных клеток трансформируются в остеобласты. Регенерация завершается полноценным костным образованием, идентичным прежнему по форме. Американские специалисты сумели создать и заполнить разрыв новым дубликатом даже 91-летней пациентке, которая 13 лет мучилась после перелома ноги из-за никак не срастающейся кости.

Подобные сообщения все чаще появляются в СМИ, все новые заболевания поддаются лечению с помощью инъекций стволовых клеток. Уже научились восстанавливать роговицу, мочевой пузырь, кожу, гортань.

Пересадка миллионов новеньких стволовых «колонистов» обладает гораздо более мощным потенциалом оживления «увечных». Ограниченные возможности организма к самоисцелению таким образом расширяются.

И большей частью теперь пациент сам для себя становится донором стволовых клеток, выделенных из жировой ткани или костного мозга. Любой человек старше 18 и моложе 60 может стать поставщиком этих клеток для себя самого. При этом возвращении клеток пациенту нет риска иммунного отторжения «чужаков», что особенно важно для любой трансплантации. Между тем у людей с возрастом запас стволовых клеток уменьшается, и его не хватает для самостоятельного восполнения ущерба от перенесенного инфаркта. При рождении у человека имеется 1 стволовая клетка на 10 тысяч других, у 20–23-летнего – одна на 100 тысяч, у 30-летнего одна на 300 тысяч, а у 50-летнего – одна на 500 тысяч. Это драматическое сокращение сильно влияет на все физиологические процессы, способствуя старению человека.

Истощение запаса стволовых клеток лишает организм возможности постоянной регенерации – восстановления других клеток, тканей, после чего жизнедеятельность органов затухает.

Обычно у взрослых людей повреждение ткани сопровождается сильным воспалением, организм пытается не особенно удачно ее восстановить и в итоге образуется рубец. При клеточной терапии удается подавить разрастание соединительной ткани и избежать возникновения рубца, если, например, восстановление происходит у пациента через полгода после перенесенного инфаркта миокарда.

Вырастить живой орган

За последние годы исследователи научились выращивать участки живой ткани в виде готовых деталей, подлежащих замене в том или другом органе. Врачи Бостонского центра детской медицины провели успешную операцию по реконструкции недоразвитого мочевого пузыря. Выращенную готовую деталь из собственных стволовых клеток пациентке подшили к имеющейся у нее части органа, и пузырь в дальнейшем стал исправно выполнять свои функции. В лабораториях разных стран сегодня изготавливают лоскутки живой кожи для пересадки на обожженные места, хрящи в форме уха и даже участки кровеносных сосудов – настоящие, многослойные, с эпителием внутри и мышцами в толще стенки. В российском Институте стволовых клеток человека разработана и внедрена в практику технология восстановления кожи с помощью собственных клеток больного – фибробластов. В этом же институте взялись за воздействие на болезнь с помощью генной терапии. Если ген пострадал в результате вирусной инфекции, аутоиммунного или наследственного заболевания, то необходимо его починить.

Был найден новый подход в лечении – применение запрограммированного процесса образования и роста кровеносных сосудов, так называемый терапевтический ангиогенез[4].

Ученым удалось решить проблему естественного роста погибающих от атеросклероза сосудов нижних конечностей. Созданный в России генный препарат неоваскулген стимулирует процесс образования и роста кровеносных сосудов за счет двух инъекций, которые действуют не менее трех лет.

Секрет стволовых клеток

Существует много различных видов стволовых клеток. Самыми ценными считаются присутствующие на ранних этапах развития человека эмбриональные стволовые клетки (их получают при лечении бесплодия из неиспользованных зародышей, которым всего несколько дней). В отличие от остальных они могут неограниченно делиться, превращаясь во что угодно – клетки крови, кости, кожи, мозга, и так далее. Это самые перспективные и самые опасные из имеющегося множества (более 200) типов, потому что пока люди не научились в совершенстве управлять ими. Сообщения о них в солидных медицинских журналах смахивают на рекламу коммерческих клиник. Это информация об отдельных уникальных конкретных случаях, которые пока не получили научного объяснения, а значит, не могут служить основой метода для штатного лечения.

Разработка новых лекарств от лабораторного открытия до создания общедоступного лекарства в наши дни занимает 10–15 лет испытаний. И они идут полным ходом в самых разных направлениях. Так, сегодня в мире активно исследуется целебный потенциал стволовых клеток пуповинной крови, необходимый для расширения области их применения.

Специалисты уже научились выращивать в лабораторных условиях почти идентичную копию эмбриональных стволовых клеток – индуцированные плюрипотентные (т. е. универсальные). Правда, эти клетки пока еще действуют слабее оригинала.

Например, стромальные стволовые клетки, помимо костных, формируют частицы других твердых органов – сердца и легких, печени, сердечно-сосудистой и нервной систем. Другое подразделение стволовых структур, дающее начало всем клеткам крови, называется гемопоэтическим. На сегодняшний день оно особенно широко представлено в медицинской практике. По новым данным, гемопоэтическая часть клеток представляет собой сложную неоднородную популяцию с разными свойствами. И, что немаловажно, при эмиграции они сохраняют приверженность к заложенной в них, унаследованной программе. Экспериментаторам удалось даже лишь из одной гемопоэтической стволовой клетки восстановить почти всю уничтоженную систему кроветворения у мыши.