Таким образом, мы должны придумать способы стимулировать защиту от болезней и, кроме того, протянуть организму руку помощи, чтобы обратить вспять некоторые патологии старения. Эта глава посвящена четырем широким категориям заместительной терапии. Во-первых, лечению стволовыми клетками, при котором обеспечение ими может лежать в основе регенерации многих частей тела. Во-вторых, иммунной системе: различные идеи, включая некоторые методы лечения стволовыми клетками, могут помочь вернуть ее более молодое состояние.
В-третьих, хорошим парням в микробиоте – огромной экосистеме бактерий, вирусов и грибков, которые мы носим в кишечнике, на коже и в других местах и которые также с возрастом могут нуждаться в пополнении. И, наконец, долгоживущим каркасам белков вне наших клеток, которые со временем подвергаются химическому повреждению, так что их замена может быть более перспективным подходом, чем ремонт.
Терапия стволовыми клетками
Терапия стволовыми клетками – одна из самых актуальных областей медицины, и использование стволовых клеток для лечения, скорее всего, станет главным оружием в арсенале против старения. Стволовые клетки помогут восполнить клетки, которые утрачиваются в процессе старения, играя определенную роль в заболеваниях от возрастной слепоты до диабета и болезни Паркинсона.
Однако, учитывая шумиху, часто окружающую ее, терапия стволовыми клетками часто неправильно понимается. Термин «стволовая клетка» активно используется шарлатанами, которые заманивают отчаявшихся пациентов в блестящие, полурегулируемые клиники и вливают в них таинственные растворы для «лечения» всех мыслимых видов заболеваний. Стволовые клетки – это не что-то одно и не какой-то эликсир, не единое средство, способное вылечить множество различных заболеваний или системно устранить разрушительные последствия времени. Чтобы осознать огромный, подлинный потенциал этих методов лечения, нам нужно точно понять, что такое стволовые клетки и, следовательно, что мы можем ожидать от них. Получение нужных клеток в нужном месте в нужное время служит ключом к их использованию в регенеративной
[53] медицине.
Стволовая клетка – это клетка, у которой при делении есть выбор: она может либо делать то, что и большинство клеток при делении, и образовывать две клетки одного и того же типа (которые в данном случае были бы двумя стволовыми клетками, используемыми для пополнения их популяции), делиться на стволовую клетку и другой вид клеток, не истощая популяцию стволовых клеток и добавляя новую клетку везде, где она находится, от кожи до слизистой оболочки кишечника, или превращаться в две не стволовые клетки (чтобы максимизировать пополнение тканей за счет популяция стволовых клеток). Процесс превращения стволовой клетки в определенный тип клеток организма известен как дифференцировка. Проще всего рассматривать эти способности в контексте развивающегося эмбриона.
Мы все сначала представляем собой одну оплодотворенную яйцеклетку, которая является великим матриархом на вершине раскидистого генеалогического древа различных типов клеток. Она – абсолютный универсалист, способный сформировать каждую клетку в развивающемся ребенке. Ее первые несколько дочерних клеток на очень ранних стадиях развития эмбриона известны как плюрипотентные из-за способности образовывать любую ткань взрослого человека
[54]. Плюрипотентность мимолетна:
вскоре все клетки развивающегося эмбриона становятся просто «мультипотентными», у них еще есть довольно эклектичные варианты развития, но они уже не способны стать буквально чем угодно. Пока развитие продолжается, определяются потенциальные судьбы клеток по мере того, как их положение в организме становится более ясным. Клетка может появиться как плюрипотентная стволовая клетка, и некоторые из ее дочерних клеток станут универсальными клетками-предшественниками мозга, а другие – весьма специфическими типами нейронов с определенной задачей в мозге.
В итоге большинство клеток добираются до конца пути – говорят, что они окончательно дифференцировались. Это означает, что если вы, скажем, клетка определенного типа в сердце или печени, то это ваша работа на всю жизнь. Если вы разделитесь, ваши дочерние клетки станут двумя клетками того же типа, что и вы. Горстка клеток, которые не дифференциируются окончательно, – это взрослые стволовые клетки, такие как популяции клеток, поддерживающих кожу, слизистую оболочку кишечника, или гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), ежедневно производящие сотни миллиардов свежих клеток крови. Это подводит нас к первой категории терапии стволовыми клетками: трансплантация взрослых стволовых клеток от одного индивидуума к другому или собственных клеток себе же. Хотя методы лечения стволовыми клетками часто считаются довольно футуристическими, существует один обычный метод терапии этого типа, который мы успешно применяем уже полвека. Трансплантация костного мозга, которую более правильно называть трансплантацией ГСК, поскольку ГСК часто получают не из костного мозга, а из других мест, таких как донорская кровь или пуповина, в настоящее время является рутинной (при серьезных болезнях) медицинской процедурой.
Классический сценарий – лечение рака крови, такого как лейкемия. При лейкемии организм массово перепроизводит определенные виды клеток крови, которые заполняют костный мозг и подавляют стволовые клетки. Поэтому они теряют способность производить клетки крови и пациенты чаще всего умирают от инфекций из-за отсутствия белых кровяных телец, производимых иммунной системой для защиты от инфекции. Как и при большинстве онкологических заболеваний, стандартным лечением является химио– или лучевая терапия, обе из них предпочтительно нацеливаются на быстро делящиеся раковые клетки и, как надеются, не наносят слишком большого вреда другим быстро делящимся клеткам в процессе лечения. Однако ГСК также невероятно чувствительны к этим методам лечения, и их запасы могут быть истощены настолько сильно, что вы все равно умрете, просто от катастрофической потери клеток крови, а не от рака. Решение состоит в том, чтобы дождаться окончания терапии, а затем ввести некоторый объем ГСК, чтобы возобновить производство клеток крови.
В настоящее время во всем мире было проведено более миллиона трансплантаций ГСК, и еще десятки тысяч выполняются каждый год. Это невероятно успешная процедура, которая спасла огромное количество жизней. Однако у использования взрослых стволовых клеток есть ограничения, особенно когда речь идет о лечении старения. Одна из ключевых проблем заключается в том, что этот метод можно применить только в той части тела, где существует подходящая популяция стволовых клеток. Например, стволовых клеток нет в сердце или в большинстве областей мозга, хотя ученые продолжают искать их. Даже если бы были полезные стволовые клетки мозга или сердца, большинство из нас по понятным причинам не решились бы записаться в доноры. В подавляющем большинстве случаев донорство ГСК из костного мозга требует приема лекарств в течение нескольких дней, а затем нескольких часов фильтрации крови для извлечения стволовых клеток, что не слишком обременительно. Извлечение клеток сердца или мозга, напротив, может быть довольно рискованной и инвазивной процедурой для донора.
