Взрослые стволовые клетки
Взрослые стволовые клетки получают из тканей взрослого организма, пуповины и даже из плодных тканей. Необходимо заметить, что все эти клетки рассматриваются в качестве взрослых стволовых клеток, хотя источником их получения необязательно служат ткани взрослого организма. Стволовые клетки, подобно всем клеткам организма, содержат генетические инструкции, предназначенные для осуществления всех клеточных функций. Теоретически недифференцированная клетка может дать начало любому из 200 типов клеток тела человека. В настоящее время еще не до конца понятно, какие факторы направляют стволовые клетки по тому или иному пути дифференциации при их созревании.
Пока взрослые стволовые клетки еще не начали дифференцироваться, есть вероятность направить их по тому или иному пути дифференцировки, какие бы механизмы ни контролировали созревание клетки. Например, мы бы хотели взять клетки костного мозга и направить их по пути дифференциации клеток сердца. Результаты лабораторных экспериментов свидетельствуют о том, что взрослые стволовые клетки обладают способностью давать начало более широкому ряду клеток, чем думали раньше. Гематопоэтические стволовые клетки были введены мышам, у которых благодаря воздействию высоких доз радиации наблюдалось характерное повреждение тканей. Сообщалось, что гематопоэтические стволовые клетки мигрировали не в костный мозг, а в другие ткани, что приводило к восстановлению поврежденных тканей легких, печени и почек. Однако эти исследования носят лишь предварительный характер. Кроме того, клетки мыши могут сильно отличаться от клеток человека. Например, есть данные, что число активных генов в стволовых клетках мыши значительно меньше, чем у человека.
В настоящее время взрослые стволовые клетки являются единственным типом стволовых клеток, которые используются для лечения заболеваний человека. Однако их применение в достаточной мере ограничено. Эмбриональные стволовые клетки не используются в подобных целях. Пересадка стволовых клеток костного мозга задействуется для лечения рака крови и гемофилии. Стволовые клетки играют важную роль при пересадке кожи методами пластической хирургии, особенно при ожогах. Участок кожи пострадавшего удаляется и сохраняется в культуре, где стволовые клетки образуют кожу, в результате чего его размер увеличивается. Образующийся в результате трансплантант называется аутологическим, так как происходит из ткани пострадавшего.
Во время клинических испытаний стволовые клетки костного мозга были пересажены пациентам с заболеваниями сердца. Сообщения клиницистов свидетельствует об умеренном восстановлении поврежденных тканей сердца. Однако данные о том, что стволовые клетки участвовали в этом восстановлении, отсутствуют. Стволовые клетки могут секретировать факторы роста и участвовать в образовании новых кровеносных сосудов. Стволовые клетки из жировой и костной ткани используются для восстановления хряща у лошадей. В настоящее время проводятся исследования о возможности применения стволовых клеток для восстановительной терапии при заболеваниях молочной железы.
В клинических испытаниях было показано, что стволовые клетки умбиликальной крови могут использоваться в качестве источника гематопоэтических стволовых клеток. Эти клетки с меньшей вероятностью вызывают иммунный ответ у пациентов, чем гематопоэтические стволовые клетки, полученные от взрослого организма.
Сходным образом стволовые клетки из плодных тканей использовались в клинических испытаниях для лечения болезни Паркенсона и диабета. Испытания проходили с переменным успехом. Безусловно, применение взрослых стволовых клеток будет более успешным, когда мы больше узнаем о феномене клеточной дифференцировки.
У нас есть надежда, что взрослые стволовые клетки могут быть использованы для восстановления поврежденных органов. Теоретически из стволовых клеток можно получить целые органы, которые впоследствии будут использоваться для замены поврежденных органов. В этой терапии имеется, однако, несколько технических препятствий. Во-первых, таких клеток очень немного, и их сложно изолировать. Представьте себе, что вы все же обнаружили такие клетки, выделили их и обеспечили им возможность размножаться в лабораторных условиях. Однако даже в этом случае остается еще одно обескураживающее препятствие — эти клетки чрезвычайно тяжело выращивать в культуре. Поэтому в настоящее время не представляется возможным выделить их и заставить их размножаться.
Взрослые стволовые клетки, показанные на рис. 9.2, имеют другие сложности в терапевтическом применении. Например, если стволовые клетки печени взяты у пациента с заболеванием печени и затем снова введены для лечения этого заболевания, может проявиться тот же самый генетический дефект, который наблюдался вначале. Если использовать взрослые стволовые клетки другого человека (донора), вероятно их отторжение иммунной системой реципиента. Так как эти клетки находятся в организме столь же долго, сколь долго живет сам организм, часто в стволовых клетках пожилых индивидуумов происходят нарушения в ДНК благодаря накоплению токсинов. Кроме того, к сожалению, исследователи сообщают, что жизнеспособность стволовых клеток уменьшается с увеличением возраста донора или пациента.
Рис. 9.2. Взрослые стволовые клетки