Эмбриональные стволовые клетки

Одним из самых важных свойств ЭСК (впервые термин «эмбриональные стволовые клетки» использует Лерой Стивене в начале 1970-х гг.) является плюрипотентность (pluri – множество). При развитии, например, человеческого зародыша плюршютентные СК обладают возможностью создавать разные типы дифференцированных клеток, например клетки костного мозга, из которых образуются все зрелые клетки крови.

Иногда те ЭСК, которые являются родоначальниками всех клеток определенной ткани, называют плюринотентными, т. к. они обладают неограниченной способностью дифференцироваться (превращаться) во все типы клеток, органов и тканей. То есть эти клетки в процессе дифференцировки формируют все ткани полноценного организма. ЭСК, которые способны изменять профиль плюринотентности в целостный орган или тканевую структуру при пересадке в новую ткань реципиента, называют полипотентными. Те же клетки, которые способны образовывать только один тип дифференцированных клеток, называют унипотентными. Кроме того, в пуповинной крови и в плаценте находятся фетальные клетки, т. е. клетки, образованные в фетальный период внутриутробного развития, который характеризуется преобладанием процесса роста и дифференцировки, когда формирование организма практически завершено. Фетальный период охватывает с 3-го но 10-й лунные месяцы внутриутробного развития. В это время клетки способны трансформироваться в разные типы клеток (их называют также плюри — или мультипотентными клетками).

Фетальные СК (ФСК) получают из абортивного материала на 9-12-й неделях беременности.

ФСК гораздо быстрее делятся и более пластичны, чем другие клетки организма. Если но каким-то причинам невозможно использовать собственные клетки пациента, то в качестве донорских гораздо больше подходят ФСК, чем чужие взрослые СК, потому что антигены гистосовместимости у них выражены очень слабо и реакция отторжения маловероятна.

Также можно выбрать СК, которые уже начали дифференцировку в определенном направлении – это дает возможность более «прицельного» их использования (т. е. для лечения заболеваний печени наилучший эффект дает использование СК фетальной печени, для лечения травм спинного мозга – СК фетальной нервной ткани).

Пересадка клеток, а не целых органов, уже сегодня совершает настоящие чудеса. На одном из научных симпозиумов, посвященных использованию СК в трансплантологии, приводился пример, который может буквально потрясти воображение. В 1995 г. в США больному СПИДом Джеффу Гетти была сделана первая успешная операция по трансплантации СК от обезьяны. Больной жив до сих пор, а его иммунная система нормализовалась. Таким образом, Джефф Гетти являет собой самый настоящий химерический организм – человек е клетками иммунной системы обезьяны.

В своем интервью газете «Время» член-корреспондент Российской академии медицинских наук (РАМН) иммунолог Геннадий Сухих рассказал о потрясающих эффектах, получаемых при пересадке ФСК. Всего 1% нормальных клеток, пересаженный в больной организм, обладает способностью полностью восстановить функционирование поврежденных органов. Фактически с фетальными клетками пересаживается мини-завод по выработке необходимых тканей и веществ. В нашей стране ведутся работы по изучению нейротрансплантации фетальных клеток для лечения паркинсонизма. Сделано уже 9 пересадок клеток фетального мозга эмбрионов в мозг больного. Причём в качестве своеобразного стимулятора одновременно используется ген, полученный от мух-дрозофил. «За годы работы нашей лаборатории под эгидой Научного центра материнства и детства РАМН, – рассказывал Г. Сухих, – мы смогли помочь сотням больных, в частности маленьким детям вовсе не из «особых» семей. Сейчас, например, благодаря высоким научным технологиям есть возможность не дожидаться тяжелого развития некоторых наследственных болезней, а помочь ребенку еще в утробе матери. Появилось понятие: плод-пациент. Группе еще не рожденных детей, у которых выявили генетические заболевания крови, пересадили клетки доноров-эмбрионов… У нас немало было неплохих результатов в лечении детей с болезнью Дауна. Обнадеживают новые данные в лечении некоторых опухолей, болезней сердца. И здесь, как нередко бывало в истории медицины, интуиция ученого и стремление спасти пациента идут впереди научных обоснований. И, что самое поразительное, эти обоснования находятся. Более ста лет назад выдающийся ученый Рудольф Вирхов высказал гипотезу, что организм человека есть единство сотен клеточных клонов – идентичных самим себе клеток. Происходят поломки в синтезе и взаимодействии этих клеток – начинается дисбаланс, а затем и болезнь. Сейчас гениальные озарения Вирхова подтверждаются с помощью тончайших исследований клеток. Будущее ~– за клеточной биологической медициной. И важно сейчас сделать рывок, иначе придется те же технологии ввозить из-за рубежа, и вот тогда-то они действительно мало кому будут доступны из-за своей дороговизны».

Но, несмотря на все положительные качества ФСК, их использование должно проводиться с большой осторожностью. Помимо этических и юридических моментов, при использовании непроверенного абортивного материала существует опасность заражения пациента вирусами гепатита, герпеса и др. инфекциями.

Рассмотрим еще один пример смены клеточного состава. Казалось бы, мышцы и сосуды не нуждаются в постоянном обновлении. Но как только наступают форс-мажорные обстоятельства (переломы, травмы), сразу же часть потомков делящихся клеток срочно дифференцируются, превращаясь в мышечную (миобласты) и костную (остеобласты) ткани и др. За счет такой дифференцировки и идет заполнение травмированных участков новой тканью. Общее название составляющих ее клеток – тканевые СК. В этом названии отражена основная их способность развиваться в любой тип клетки определенной ткани, как правило, именно той, возле которой живет та или иная клетка. Ученые Австралии провели очень удачный эксперимент с СК над коровами. Они нашли способ увеличить и отделить СК, обнаруженные в эмбрионе коров. Пока разрабатывается новый способ вакцинации коров от болезней, СК могут быть использованы в молочной промышленности для улучшения вымени у коров и уровня надоев. Группа исследователей уже запатентовала новую технологию использования СК для создания элитных животных.

В дальнейшем возможно генетическое усовершенствование поголовья скота в Австралии.

Это стало возможным, когда в одном из исследований вместо обычных 100 тыс. СК из одного эмбриона было генерировано более чем 200 тыс. СК.