Стволовые клетки

Истории, связанные с изучением стволовых клеток, поистине фантастичны. К ним относятся сообщения о животных с повреждениями спинного мозга, которые смогли снова ходить, исцелении поврежденных органов, вылечивании больных диабетом и успешном лечении экспериментальных животных, больных паркинсонизмом. Использование стволовых клеток действительно многообещающе и, более того, может привести к революции в медицине и изменить наше восприятие жизни и смерти. Конечно, терапия с применением стволовых клеток в состоянии перевернуть наш взгляд на ограничения, которыми природа наделила человеческое тело.

Изучение стволовых клеток привлекает внимание общественности не только из-за огромного значения для здоровья человека, но и из-за целого ряда этических проблем. В этой главе мы обсудим современное состояние изучения данной проблемы, чтобы лучше понять изменения, к которым оно может привести в будущем.

Соматические, половые, стволовые клетки, взрослые и эмбриональные стволовые клетки

Перед тем как мы начнем обсуждение стволовых клеток, необходимо остановиться на некоторых основных типах клеток многоклеточного организма. Согласно представлениям классической биологии клетки подразделяются на соматические и половые. Соматические клетки, из которых состоят ткани нашего организма, содержат две копии каждой хромосомы и называются диплоидными, то есть содержат двойной набор хромосом. К половым клеткам относятся яйцеклетки и сперматозоиды (спермин). В них присутствует только одна копия каждой хромосомы, то есть такие клетки являются гаплоидными. В результате слияния половых клеток в процессе оплодотворения восстанавливается двойной набор хромосом, и клетки становятся диплоидными. Соматические клетки обычно высокодифференцированны. Дифференцированные клетки высокоспециализированны и полностью развиты. Они играют определенную роль в процессе жизнедеятельности. Строение этих клеток и проходящие внутри них химические процессы полностью подчинены выполняемой ими функции. Например, мышечные клетки имеют определенное строение, содержат специальные филаменты, которые позволяют им сокращаться. Эти клетки не могут быть заменены никаким другим типом клеток. Недифференцированные клетки более примитивны и не выполняют сложных функций.

Сравнительно недавно исследователи обнаружили, что недифференцированные клетки в органах располагаются среди дифференцированных соматических клеток. Недифференцированные клетки сохраняют способность к специализации. Такие клетки называются стволовыми. Стволовые клетки способны делиться неограниченное число раз. Они также сохраняют способность дифференцироваться в специализированные клетки. Однако стволовые клетки, найденные в данном конкретном органе тела, по-видимому, способны дифференцироваться в клетки только этого органа.

Впервые такие клетки были обнаружены в костном мозге. Их выделили и использовали в терапевтических целях. Стволовые клетки могут стать моноцитами, лимфоцитами, нейтрофилами, базофилами и эритроцитами. Они образуют клетки крови. Клетки, которые дают начало клеткам крови, называются гематопоэтическими клетками. Итак, стволовые клетки, найденные в костном мозге, называются гематопоэтическими стволовыми клетками. При пересадке костного мозга пациенты получают стволовые клетки, которые находятся в трансплантанте и посредством которых восполняется популяция различных типов клеток крови.

Стволовые клетки были также выделены из плодной ткани и умбиликальной крови. Стволовые клетки, находящиеся в тканях, рассматриваются как взрослые (соматические) стволовые клетки, просто потому что они не ведут свое происхождение от развивающегося эмбриона; стволовые клетки, происходящие от эмбрионов, называются эмбриональными стволовыми клетками. Плодные и умбиликальные стволовые клетки экспериментально использовались для лечения некоторых заболеваний. Их применение, по-видимому, может быть более многосторонним, чем в случае взрослых стволовых клеток, так как вероятность возникновения иммунного ответа в первом случае ниже.

Эмбриональные стволовые клетки образуются из оплодотворенных яйцеклеток. Как и взрослые стволовые клетки, эмбриональные стволовые клетки диплоидны. Они имеют полный комплект ДНК. В результате оплодотворения яйцеклетки формируется зигота. Эмбриональные стволовые клетки образуются достаточно рано в жизни зиготы и сохраняют способность давать начало любому типу клеток, необходимых организму. Это происходит вскоре после оплодотворения. В то время как зигота передвигается по фаллопиевой трубе матери и имплантируется в матку, клетки зиготы, все еще имеющие шарообразную форму, уже выбирают свою судьбу и больше не являются эмбриональными стволовыми клетками.

Первичной стволовой клеткой является оплодотворенная яйцеклетка — она может дать начало целому организму и отсюда называется тотипотентной. Эмбриональные стволовые клетки, полученные на ранних стадиях развития, могут дать начало любому типу клеток тела, но их нельзя индуцировать для развития целостного организма, по крайней мере с помощью существующих в настоящее время технологий. Поэтому они называются мультипотентными. Повзрослев, мы тоже имеем стволовые клетки. Однако они более специализированны, чем эмбриональные стволовые клетки, из которых произошли. Например, гематопоэтические стволовые клетки могут стать любой клеткой костного мозга. Кроме того, уже было показано, что они могут дать начало клеткам печени и почек. Эти клетки плюрипотентны. Плюрипотентные стволовые клетки были выделены из мозга, мышц, кожи, желудочно-кишечного тракта, роговицы глаза, сетчатки глаза, печени и поджелудочной железы. По-видимому, существование таких клеток обеспечивает способность органов к частичному самовосстановлению.

Эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки

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.

Взрослые стволовые клетки

Рис. 9.2. Взрослые стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки

Эмбриональные стволовые клетки обладают огромным преимуществом перед взрослыми стволовыми клетками, которое заключается в том, что их можно выращивать в культуре. Эмбриональные стволовые клетки – это клетки эмбриона на ранних стадиях развития. Их выделяют из эмбриона, когда он находится на стадии бластулы, которая имеет вид полой сферы, состоящей приблизительно из 150 клеток, названных бластоцитами (бластомерами). Только 30 из этих клеток, которым суждено стать частью зародыша, могут быть использованы для создания эмбриональной клеточной линии. При нормальном эмбриональном развитии стволовые клетки исчезают после седьмого дня беременности, так что они больше не могут давать начало всем типам тканей.

Любая из эмбриональных стволовых клеток может теоретически превратиться в один из 200 специализированных типов клеток многоклеточного организма. Теоретически эмбриональные стволовые клетки могут дать начало целому организму, хотя это не было доказано. Однако рождение однояйцевых близнецов есть результат деления зиготы на ранней стадии беременности, в результате чего каждая образующаяся клетка дает начало целому организму.

Создание линий эмбриональных стволовых клеток

Эмбриональные стволовые клетки получают из яйцеклеток, которые были оплодотворены в результате процесса оплодотворения in vitro (искусственного оплодотворения). Искусственное оплодотворение с использованием спермы мужчины и яйцеклетки женщины проводят вне организма человека, что увеличивает шанс оплодотворения. Образующиеся в результате оплодотворения зиготы имплантируются в матку женщины, которая, как правило, является донором яйцеклетки, хотя это и необязательно. Первый ребенок, родившийся в результате искусственного оплодотворения, появился на свет в 1978 году в Англии, и с тех пор по настоящее время искусственное оплодотворение является широко принятой практикой. Применение искусственного оплодотворения позволило многим бездетным парам иметь детей. Кроме решения проблем бесплодия, искусственное оплодотворение все чаще используется в иных целях, например при селекции по половому признаку.

В коммерческих целях искусственное оплодотворение используется при разведении крупного рогатого скота. Зиготу получают в лабораторных условиях посредством искусственного оплодотворения и затем замораживают. Зиготы в замороженном состоянии можно перевозить на далекие расстояния перед имплантацией коровам, что намного удобнее, чем перевозить телят после их рождения естественным путем.

Чтобы в результате искусственного оплодотворения родился один-единственный ребенок, должны быть оплодотворены много яйцеклеток. В большинстве случаев за один сеанс можно оплодотворить до восьми яйцеклеток, из которых только две будут имплантированы в организм будущей матери. Остальные яйцеклетки на стадии шести -восьми клеток замораживаются в жидком азоте. По существующим в настоящее время оценкам, в США сохраняется подобным образом 400 тыс. эмбрионов. Из них 2,8% были предоставлены для научных исследований. Влияние замораживания на эмбрионы остается до сих пор неизвестным, и многие эмбрионы не выживают после данной процедуры. Однако часть замороженных и впоследствии имплантированных эмбрионов развиваются в жизнеспособный плод.

Чтобы создать линию стволовых клеток, исследователи заставляют размороженную зиготу делиться и расти до стадии бластулы. Очевидно, что эмбрионы не выживают после этих манипуляций. Эмбриональные стволовые клетки являются иммортальными, что означает, что они будут расти и делиться неограниченно долго. Клеточная линия подобна закваске в холодильнике. Если вы правильно храните ее и внимательно за ней присматриваете, то можете взять небольшую ее часть, чтобы получить новую партию закваски. Некоторые эмбриональные стволовые клетки человека могут претерпевать 300 — 400 делений. Эмбриональные стволовые клетки мыши существуют в культуре несколько десятилетий.

Одна из характерных особенностей клеточных линий, о которой говорят исследователи, заключается в том, что клеточные линии имеют тенденцию «выходить из игры», и время от времени они должны заменяться новыми клетками. Это заключение основывается на наблюдениях над другими типами клеточных линий, например фибробластами человека, которые поддерживались в культуре в течение продолжительного периода времени. Возможно, необходимо постоянно создавать новые эмбриональные клеточные линии, предназначенные для замены старых, клетки которых уже не способны к делению. В других клеточных культурах клетки, которые поддерживались в культуре длительное время, накапливают мутации, что снижает их жизнеспособность.

Линии эмбриональных стволовых клеток человека очень слабые, поэтому их создание требует большого искусства (рис. 9.3). Они имеют тенденцию превращаться в более дифференцированные клетки. По существующей в настоящее время технологии дифференцировка предотвращается при культивировании на субстрате, содержащем эмбриональные фибробласты мыши в присутствии коровьей сыворотки. Необходимость в таких «фидерных клетках» — серьезная проблема при желании ввести эмбриональные стволовые клетки в человека в терапевтических целях. В этом случае клетки человека будут загрязнены продуктами или вирусами, попавшими туда из клеток мыши и/или коровьей сыворотки. В 2007 году исследователи сообщили о возможности замены животного компонента для роста эмбриональных стволовых клеток сходным человеческим компонентом. Однако потенциальная возможность загрязнения многих существующих линий эмбриональных стволовых клеток человека все еще остается.

Создание линий эмбриональных стволовых клеток человека

Рис. 9.3. Создание линий эмбриональных стволовых клеток человека

Если эмбриональные стволовые клетки человека удалить с фидерных клеток, они образуют так называемые эмбриональные тельца и продолжают дифференцироваться случайным образом, образуя клетки костной, мышечной ткани или сердечной мускулатуры — все в виде шара. После ввода в организм мыши на этой стадии они формируют тип опухоли, который получил название тератомы. Тератомы — опухоли, которые иногда образуются в матке после гибели плода. Они состоят из случайного смешения тканей различных типов. Тот факт, что эмбриональные стволовые клетки человека не дифференцируются в строго определенном порядке с образованием целостного организма, свидетельствует, что каким-то образом в культуре эмбриональных стволовых клеток нарушается регуляция клеточной дифференцировки.

Использование эмбриональных стволовых клеток в терапевтических целях

Нет сомнений, что использование эмбриональных стволовых клеток приведет к революции в лечении некоторых заболеваний человека. Представьте себе чудо, когда эти клетки превращаются в клетки сердечной мускулатуры, соединяются друг с другом и начинают пульсировать наподобие нормальной сердечной мышечной ткани. Их можно использовать для восстановления поврежденной ткани сердца. Однако подобные исследования только-только начинаются. Должно пройти еще очень много времени для создания новой концепции в терапии, позволяющей использовать эмбриональные стволовые клетки человека, и внедрения этой концепции в широкую медицинскую практику. Существующий уровень наших умений еще достаточно примитивен, и нам еще очень много предстоит узнать.

Изучение любого заболевания человека обычно начинается с изучения аналогичного заболевания у животных. При исследованиях заболеваний сердца используют мышей и свиней. Состояние больных животных улучшалось после введения в сердце эмбриональных стволовых клеток. Эмбриональные стволовые клетки мышей изучаются в течение десятилетий, и достаточно хорошо разработаны методики, позволяющие направить их дифференцировку на образование различных типов тканей. Исследования на мышах подтвердили, что введение эмбриональных стволовых клеток ослабляет проявление симптомов таких заболеваний, как диабет, болезнь Паркинсона, а также при повреждениях спинного мозга. Недавно биоинженерная компания, которая частично финансировала создание первой линии стволовых клеток, заявила о своих намерениях провести клинические испытания на неврологических больных. У компании есть пациенты для 9 из 22 эмбриональных клеточных линий, согласившиеся участвовать в исследованиях, финансируемых на федеральном уровне.

Существуют, однако, серьезные проблемы по терапевтическому использованию эмбриональных стволовых клеток. Например, остается вероятность, что введенные клетки будут дифференцироваться в неправильном направлении, в результате чего образуется ткань почки или кости вместо, например, сердечной мышечной ткани. Есть также опасения, что эти клетки будут служить источником рака. Известно, что стволовые клетки являются источником по крайней мере некоторых типов рака in vivo. Чтобы направить дифференцировку в правильном направлении и уменьшить риск возникновения рака, необходимо использовать клетки, которые уже были направлены по правильному пути развития, с чем связано будущее в терапевтическом применении эмбриональных стволовых клеток человека.

Еще одна проблема заключается в том, что если эмбриональные стволовые клетки очень отличаются в антигенном плане от клеток пациента, его иммунная система найдет и уничтожит их, как сделает и с любой чужеродной клеткой. Однако предполагается, что эмбриональные стволовые клетки менее антигенны, чем их взрослые двойники. Кроме того, исследователи полагают, что эмбриональные стволовые клетки человека могут быть генетически изменены таким образом, что они будут лишены поверхностных антигенов, в результате чего их антигенность будет снижена. Однако данная технология еще находится в начале своего развития, и лишь через некоторое время будут созданы такие клетки.

Клонирование – перенос ядер соматических клеток

Перенос ядер соматических клеток — технология создания клетки, которая ведет себя наподобие эмбриональной стволовой клетки, но содержит генетический материал, полученный от взрослой клетки. Процесс начинается с оплодотворенной яйцеклетки и соматической клетки, взятой от взрослого организма. Донор оплодотворенной яйцеклетки и донор соматической клетки не должен быть одним и тем же индивидуумом. Ядро оплодотворенной яйцеклетки удаляется и заменяется ядром соматической клетки. Соматическая клетка теоретически может быть любым типом клетки: от костного мозга до кожи. Яйцеклетка развивается в зиготу, а линия эмбриональных стволовых клеток образуется из бластоцита, как и в случае развития любой линии эмбриональных стволовых клеток. Однако теоретически вы можете имплантировать новую яйцеклетку с ядром соматической клетки в матку, и она разовьется в целостный организм (клон), полностью идентичный организму, от которого была получена соматическая клетка.

Перенос ядер соматических клеток интенсивно использовался при клонировании животных. В 1996 году родилась овечка Долли — первый успешный клон, произошедший от клетки взрослого организма. С тех пор с использованием той же технологии ученые клонировали тысячи особей крупного рогатого скота, мышей и других животных. Клонирование Долли возбудило дискуссию о значении и смысле жизни, которая не утихает и до сегодняшнего дня.

В феврале 2004 года группа под руководством ветеринара Хван Ву Сука (WooSukHwang) и гинеколога Шин Йон Муна (ShinYongMoon) из Сеульского национального университета шокировали ученый мир сообщением о получении эмбриональных стволовых клеток в экспериментах с человеком. Эта группа сообщила, что они смогли удалить ядро из недифференцированных ооцитов человека (яйцеклетки) и заменить его ядром, полученным из дифференцированной взрослой клетки. Измененная таким образом клетка, как сообщалось, была в дальнейшем использована для создания эмбриональной клеточной линии. Согласно заявлению исследователей эти усилия привели к успеху только в одном случае более чем из 200 попыток. Однако в мае 2005 года та же самая команда сообщила о получении около десятка новых линий эмбриональных стволовых клеток человека, некоторые из которых были получены от пациентов, страдающих различными заболеваниями. У них было множество волонтеров, желавших стать источником новых линий эмбриональных стволовых клеток. Затем, в конце 2005 года, все это оказалось мошенничеством. Хван Ву Сук был покрыт позором, а мы все прониклись уважением перед техническими затруднениями, которые необходимо преодолеть до того, как перенос ядер соматических клеток станет реальностью для клеток человека.

На американском континенте ученые Гарвардского университета в августе 2005 года сообщили о создании стабильной клеточной линии путем слияния соматической и эмбриональной клеток. Однако их клеточная линия содержит ДНК как соматической, так и эмбриональной клеточной линии. Несмотря на это, ученые доказали, что клеточная линия дифференцируется в три основных типа тканей человека, из которых образуются все остальные ткани нашего организма.

Это достижение ясно показывает, что технология по переносу ядер соматических клеток, представленная на рис. 9.4, когда-нибудь сможет применяться для клеточных линий человека, которые могут быть использованы для лечения заболеваний. Чем же отличается эта технология от клонирования? Клон возникнет только в том случае, если модифицированная половая клетка (яйцеклетка) будет имплантирована в матку, после чего разовьется плод, генетически идентичный индивидууму, от которого была взята соматическая клетка. Однако никаких серьезных исследований в этой области сделано не было.

Перенос ядра соматической клетки

Рис. 9.4. Перенос ядра соматической клетки

Потенциал использования эмбриональных стволовых клеток в терапевтических целях огромен. Линия эмбриональных стволовых клеток может быть получена с использованием соматических клеток конкретного больного. Теоретически эмбриональные клетки могут быть впоследствии пересажены в больной орган, что приведет к его восстановлению. В более отдаленном будущем развитие эмбриональных клеток может быть направлено по пути образования полностью нового органа, готового к пересадке пациенту. Исходя из того, что эти клетки генетически идентичны клеткам пациента, можно не беспокоиться об иммунном ответе при пересадке нового органа. Очевидно, что нам еще очень много предстоит узнать о механизме регуляции клеточной дифференцировки, перед тем как образование целых органов таким путем станет реальностью. Кроме того, надо учитывать, что если данный конкретный индивид страдает генетическим заболеванием, то и эмбриональные клетки, содержащие его или ее геном, будут нести тот же самый дефект.

Использование технологии переноса ядер соматических клеток имеет несколько ограничений. Животные, полученные методом клонирования с использованием технологии переноса ядер соматических клеток, имеют высокий процент выкидышей на поздних сроках беременности и рождения детенышей с врожденными дефектами, свидетельствующее о том, что клеточная трансформация не лишена своих недостатков. Кроме того, общество должно учитывать этические моменты по отношению к технологии, которую теоретически можно использовать для клонирования человека.

Полемика и юридические нормы

В 1996 году, еще задолго до того, как была получена первая эмбриональная клеточная линия, Конгресс Соединенных Штатов запретил использовать федеральное финансирование для исследований, связанных с разрушением эмбрионов. Поэтому первая линия эмбриональных стволовых клеток была получена в США за счет частных средств. Это было сделано относительно недавно, в 1998 году, группой под руководством доктора Джеймса Томсона (JamesThomson) из Университета штата Висконсин. Исследования были профинансированы Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF) и компанией Geron, которая в настоящее время владеет коммерческими правами на многочисленные линии эмбриональных стволовых клеток человека.

Федеральное финансирование на поддержку исследований эмбриональных стволовых клеток человека было выделено администрацией Джорджа Буша только в августе 2001 года. Однако согласно политике, которой придерживался Буш, это финансирование предназначалось только для клеточных линий, полученных до 9 августа 2001 года. Существуют 22 линии эмбриональных стволовых клеток, которые удовлетворяют этому федеральному критерию. Все эти линии стволовых клеток созданы частными предпринимателями. Несмотря на политику ограничений или, возможно, благодаря ей, интерес частных лиц к данной проблеме возрастал, в результате чего исследования эмбриональных стволовых клеток в США продолжались, что позволило создать другие линии стволовых клеток. Кроме того, некоторые штаты создали свои программы, что компенсировало отсутствие федерального финансирования. Политика США по отношению к научному изучению и использованию эмбриональных стволовых клеток человека драматически меняется от одного штата к другому. Например, Калифорния выделила в 2005 году 3 млрд долларов на изучение стволовых клеток. Напротив, в Аризоне и Пенсильвании создание линии эмбриональных стволовых клеток человека приравняли к уголовному преступлению.

В США все еще сосредоточено больше линий стволовых клеток, чем в любой другой стране. Из приблизительно 130 линий эмбриональных стволовых клеток, созданных во всем мире, 70 являются собственностью компаний или университетов Соединенных Штатов. Однако многие другие иностранные государства, включая Англию и Южную Корею, активно финансируют исследования, касающиеся эмбриональных стволовых клеток человека. Поэтому существующие в настоящее время в США ограничения делают невозможным лидерство Соединенных Штатов в этой области исследований.

Исследователи заинтересованы в использовании федерального финансирования на создание новых клеточных линий для различных целей. Во-первых, как уже было описано ранее, эти клеточные линии обладают тенденцией «выходить из игры», что означает, что утвержденные в настоящее время клеточные линии скоро могут оказаться бесполезными.

Во-вторых, 22 утвержденные клеточные линии содержат геном 22 индивидуумов, которые крайне неадекватно представляют генетическое разнообразие в человеческом обществе. Исследователи хотели бы изучить различия между эмбриональными стволовыми клетками человека из разных популяций, чтобы лучше понять генетическую предрасположенность к различным заболеваниям, включая заболевания сердца, рак и многие другие опасные заболевания.

В-третьих, необходимость различать исследования, финансируемые на федеральном уровне, и исследования, финансируемые частными компаниями, создала бюрократический хаос. Исследователи вынуждены заниматься экспериментами, поддержанными разными источниками финансирования.

В-четвертых, вовлечение в исследования частного сектора с его обычными собственническими интересами затрудняет поток информации между учеными в этой новой области знаний, несомненно, оказывая негативное влияние на ее развитие. Некоторые из патентов невероятно широки. Например, Wisconsin Alumni Research Foundation имеет патент на «метод культивирования эмбриональных стволовых клеток человека и состав среды, который охватывает любые клетки, имеющие характеристики стволовых клеток». До сих пор этот патент не использовался в целях приостановки других исследований, но существует вероятность того, что в будущем исследователи будут ограничены в возможностях из-за коммерческих интересов и секретности. Тот факт, что частные компании владеют патентами на клеточные линии, создает вероятность частичного ограничения доступа к информации, полученной с использованием этих клеточных линий. То обстоятельство, что некоторые из этих патентов получены относительно небольшими компаниями, не обладающими значительными бюджетными средствами, тормозит развитие данной области сразу на нескольких фронтах. Таким образом, первоочередное использование частных средств для проведения исследований в области стволовых клеток неприемлемо в научном сообществе, где ключевым моментом, двигающим весь процесс вперед, является свободный обмен идеями и результатами.

В заключение следует отметить, что взятие исследований по эмбриональным стволовым клеткам человека под опеку государства позволит подвести этическую основу для этой работы и обеспечит федеральную поддержку создания и использования эмбриональных стволовых клеток. Моделью может служить National Institute of Health’s Recombinant DNA Advisory Committee (RAC). RAC был создан благодаря интересам общественности и научного сообщества, когда впервые разработали технологию рекомбинантных ДНК. В состав RACвходят государственные эксперты в различных областях. RACрассматривает все проекты по переносу генов человека. На момент написания данной книги были снова введены государственные ограничения на изучение эмбриональных стволовых клеток человека.

Заключение

Стволовые клетки могут служить источником других, более дифференцированных клеток. Взрослые стволовые клетки были выделены из некоторых тканей человеческого тела. По-видимому, они обеспечивают восстановление органа после повреждения. Взрослые стволовые клетки применялись в клинических целях при пересадке костного мозга и кожи. Клинические испытания с другими формами взрослых стволовых клеток прошли с переменным успехом.

Эмбриональные стволовые клетки человека могут дифференцироваться в клетки различных типов тканей. Эти клетки получают из эмбрионов, сформировавшихся в процессе искусственного оплодотворения. Их получение связано с разрушением эмбриона. Исследователи сообщают, что у модельных животных с повреждением спинного мозга, болезнью Паркинсона и диабетом терапия с использованием эмбриональных стволовых клеток дает положительные результаты.

Перенос ядер соматических клеток — процесс, посредством которого ядро эмбриональной клетки заменяется ядром соматической клетки. Эмбриональная клетка затем становится клоном соматической клетки и образует эмбриональные стволовые клетки. Этот процесс применялся для клонирования животных и создания эмбриональных стволовых клеток. Получившиеся эмбриональные стволовые клетки генетически идентичны клеткам индивидуума, от которого была взята соматическая клетка и которому в результате стволовые клетки могут принести пользу при применении в терапевтических целях.

Быстрый прорыв в области изучения стволовых клеток привел к значительной спекуляции относительно будущего человечества. Однако наука ушла не так далеко вперед, как вы могли бы подумать. Ее основная задача заключается в понимании основного клеточного феномена — регуляции дифференцировки. Основываясь на этих знаниях, мы придем к более революционным способам лечения заболеваний, что так интересует общественность.

Некоторые из сценариев достаточно волнующи. Чего стоит только возможность лечения повреждений спинного мозга или болезни Паркинсона. Другие более сдержанны. У мышей инъекция стволовых клеток в краниальную полость вела к дифференцировке этих клеток и их функционированию вместе с нейронами. Возможно, что у подопытных животных улучшалась мозговая активность. Сходным образом введение мышам мышечных стволовых клеток приводило к более быстрому росту по сравнению с контрольными собратьями. Конечно, можно себе представить искушение атлетов использовать стволовые клетки для увеличения размера и силы мускулов, если бы это было возможным, особенно если бы эти клетки были аутологическими (то есть полученными от своего организма) и не определялись никакими клиническими анализами. Безусловно, такой процесс намного сложнее регулировать, чем применение стероидов. К счастью, мы сосредоточили свои усилия на лечении больных, а не на улучшении внешности абсолютно здоровых людей.

Хорошая подборка: новогодние салаты 2015 на сайте e-salat.ru.
качественный дизайн проект офиса

Оставить комментарий

Ваш комментарий