Стволовые клетки образуют каждую ткань нашего организма. Если их извлечь и правильно хранить, то они могут стать лекарством от множества патологий. Лариса Волкова, доктор медицинских наук, профессор кафедры охраны окружающей среды Пермского Политеха, рассказала, чем так ценится пуповинная кровь, как жировая ткань используется в косметологии, какие заболевания возможно вылечить с помощью стволовых клеток и кто в России может стать донором костного мозга, чтобы спасти другую жизнь.
Что такое «стволовые клетки» и откуда их берут?
Стволовые клетки — это клетки-предшественницы для всех тканей организма. Они незрелые и имеются у каждого живого многоклеточного существа. По словам Ларисы Волковой, организм любого млекопитающего, в том числе человека, снабжен определенным «запасом» таких клеток. По мере развития они могут становиться клеткой любой ткани, поэтому их активно применяют в различных областях медицины. Забор и хранение стволовых клеток осуществляется для лечения различных заболеваний — самого донора или пациентов, подходящих для трансплантации.
Сам термин «стволовая клетка» известен с 1909 года. Российско-американский гистолог Александр Максимов в своем докладе описал гемопоэтические стволовые клетки. Главное свойство стволовых клеток — передача генетического кода. Это система записи наследственной информации о порядке расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК. То есть стволовые клетки несут информацию о строении и функции клеток и тканей, которыми они станут, когда «созреют».
В зависимости от источника стволовые клетки бывают двух видов. Во-первых, выделяют эмбриональные. В момент рождения ребенка возможно собрать стволовые клетки из крови и ткани пуповины. Во-вторых, постнатальные стволовые клетки, которые извлекают из взрослого организма.
Стволовые клетки взрослого организма можно подразделить на три основных группы. Первые — гемопоэтические, или кроветворные. Это клетки костного мозга, которые «созревают» во все виды кровяных клеток: эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Вторые — мезенхимальные (стромальные). Такие стволовые клетки способны в будущем превращаются в костную, хрящевую и жировую ткани. Третьи — тканеспецифичные прогениторные клетки. Они могут давать только некоторые типы клеток в рамках определенного органа или ткани. Например, прогениторные клетки крови превращаются в разные виды кроветворных клеток, но не могут дифференцироваться в клетки других органов, таких как мышцы или нервная ткань.
Произвести забор кроветворных и мезенхимальных клеток можно из костного мозга — органа кроветворения. Изъятие происходит из плоских костей: таза, ребер и грудины. Используют также жировую ткань и кровь, циркулирующую по кровеносным сосудам. Кроветворные клетки при температуре от -150ºС до -196ºС сохраняют свою жизнеспособность на протяжении десятилетий. Их можно сохранить в персональном криобанке для своей семьи.
Почему так ценны стволовые клетки новорожденного?
Сбор стволовых клеток младенца позволит использовать их в будущем, если уже взрослый он заболеет и будет испытывать необходимость в пересадке. Больше всего стволовых клеток содержится в организме детей, и с возрастом количество таких клеток уменьшается.
— Забор пуповины не представляет сложности или опасности для мамы и малыша, поэтому специалисты рекомендуют сохранять не только пуповинную кровь, но и пуповину как дополнительный источник стволовых клеток для костной, хрящевой и жировой тканей. Они особенно ценятся, поскольку реже отторгаются при пересадке, а также с меньшей вероятностью передают инфекцию. Стволовые клетки взрослого человека не так активны, как младенческие, их меньше и труднее извлечь, а также они подвергаются воздействию вредных факторов, — рассказывает ученый Пермского Политеха.
Трансплантацию стволовых клеток пуповинной крови производят при таких заболеваниях иммунной системы, как лейкемия и лейкоз (виды рака крови), лимфома (онкологическое заболевание лифатической ткани), нейробластома (рак незрелых нервных клеток). С их помощью лечат и врожденные заболевания крови — талассемию (анемия с нарушением синтеза гемоглобина) и серповидно-клеточную анемию (малокровие, вызванное дефектом эритроцитов). Широко применяют при неврологических и метаболических расстройствах. Интересно, что стволовые клетки используют при психических отклонениях у детей — например, аутизме. После терапии заметен эффект и улучшение состояния пациента.
Что еще лечат при помощи стволовых клеток?
Уже сегодня стволовые клетки применяются при лечении более 85 опасных заболеваний, в том числе для восстановления кроветворения после химиотерапии, при лечении онкогематологических заболеваний, болезней крови и иммунной системы.
В наши дни ученые работают над расширением областей применения стволовых клеток, чтобы излечивать сахарный диабет, сосудистые патологии (ишемию нижних конечностей, инсульты, ушибы мозга, эндоартериит (болезнь, при которой закупориваются артерии), аутоимунные заболевания (ревматоидный артрит, системную красную волчанку), заболевания нервной системы (рассеянный склероз, ДЦП, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера), онкологию (рак молочной железы, желудка и пр.), язвенные болезни желудка. В теории возможно использовать стволовые клетки для устранения ортопедических отклонений и последствий инфаркта миокарда.
Обратившись к косметологу, можно сделать инъекции стволовых клеток. Суть процедуры заключается в введении лицо и шею небольшого количества стволовых клеток, которые получают из жира и плазмы пациента. Забор жировой ткани выполняется из зоны бедер или живота, после чего она подвергается очистке и центрифугированию. Однако возможны негативные последствия: занесение инфекции, отторжение организмом трансплантированных клеток.
В косметике применяют растительные стволовые клетки. Растения способны регенерировать гораздо лучше, чем человек. Для разработки косметических средств используется не вся стволовая клетка, а только ее активные вещества.
Что нужно, чтобы стволовые клетки прижились при пересадке?
— Донор костного мозга подбирается по признаку иммунологической совместимости с больным. Она бывает полная, если совпадают гены всех требуемых белков, или частичная. Чем больше сходство, тем выше вероятность, что донорские и собственные клетки будут воспринимать друг друга как «своих». Иначе неизбежны тяжелые иммунные осложнения после трансплантации, — объясняет Лариса Волкова.
Чтобы клетки костного мозга донора можно было пересадить пациенту, донор и пациент должны быть «генетическими близнецами». Это большая редкость. Даже для родственников вероятность «генетически совпасть» составляет 25-50%.
Донор крови и донор стволовых клеток — в чем разница?
Кроводача полезна для профилактики всех «болезней накопления» — атеросклероза, подагры, нарушений пищеварения, деятельности поджелудочной железы, печени, основного обмена. Регулярная сдача крови способствует улучшению самочувствия. Активизируется работа кроветворных органов, это стимулирует работу всего организма. Стандартная доза при донации – 450 мл крови (это примерно 10% от общего объема крови). Ощущения от процедуры индивидуальны. Многие доноры не обнаруживают никаких изменений в своем самочувствии. В среднем, мужчина может сдавать кровь пять раз в год, женщинам рекомендуется делать это четыре раза. Между двумя донациями должно пройти не менее 60 дней.
— В современной медицине «донорство костного мозга», «донорство гемопоэтических стволовых клеток» и «донорство стволовых клеток» обозначает одно и то же. В России неродственным донором костного мозга можно стать один раз в жизни. Просто потому, что пока наш регистр (база доноров) — небольшой, а совпадения довольно редки. Но по желанию донор может попросить не удалять свои данные из регистра после первой донации и попробовать стать донором еще раз, — отмечает ученый-медик ПНИПУ.
Чтобы стать донором костного мозга и спасти человеческую жизнь, надо пройти HLA-типирование (исследование совместимости донора и пациента) и войти в регистр потенциальных доноров костного мозга. Сделать это могут граждане от 18 до 45 лет (чем моложе донор, тем выше концентрация гемопоэтических стволовых клеток в трансплантате), не болевшие гепатитами B и C, туберкулезом, малярией, онкологическими заболеваниями, не инфицированные ВИЧ. Необходимо также отсутствие хронических заболеваний. Донорство костного мозга безопасно для здоровья, а утраченные клетки донора восстанавливаются через 1-2 недели.
Крупнейшая база в России — Федеральный регистр доноров костного мозга, работает с 2009 года. Банк стволовых клеток – организация, занимающаяся длительным криогенным хранением, например, пуповинной крови. Существуют публичные и частные банки. Публичные принимают кровь добровольно и бесплатно, поэтому они чаще всего финансируются государством. Частные банки хранят образцы за плату. Забор материалов в среднем обходится в 60 000 рублей и выше, а его хранение — от 5 000 в год. Сейчас в России работает 12 банков пуповинной крови, оказывающих персональное, публичное или смешанное хранение образцов пуповинной крови. Из них 6 государственных и 6 коммерческих банков.
Стволовые клетки — строительный материал нашего организма. Использовать его можно при наличии серьезных заболеваний сосудистой и кровеносной систем, онкологии. Прежде всего, изъятые и помещенные в банк стволовые клетки служат «подстраховкой» для самого донора, однако при его желании они могут быть использованы для лечения других людей — при наличии совместимости.