Три различных типа стволовых клеток – эмбриональные, взрослые и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – представляют явные преимущества и проблемы, когда дело доходит до их использования для восстановления тканей и органов.
Стволовые клетки: помогают ли они?
Стволовые клетки являются частью как будущего, так и настоящего. Они уже вышли на широкую клиническую арену при трансплантации костного мозга. При пересадке костного мозга реципиент получает клеточную смесь, богатую стволовыми клетками, которая обновляет костный мозг, создавая новые делящиеся клетки у больных раком, которые потеряли собственные клетки костного мозга из-за болезни или вследствие химиотерапии, используемой для ее лечения. Обладая регенеративной способностью, стволовые клетки также перспективны в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона, диабета, артрита, травм спинного мозга, ожогов и, конечно, болезней сердца.
Целевой группой населения с заболеваниями сердца являются те пациенты, у которых есть повреждение сердца, как от острого инфаркта или давней дисфункции сердечной мышцы из-за хронической сердечной недостаточности. В обоих случаях насосная функция сердца нарушена. План состоит в введении новых клеток на замену поврежденных и дисфункциональных мышечных клеток. В то время как концепция проста, научная сторона чрезвычайно сложна.
Первые несколько попыток экспериментов со стволовыми клетками животных и человека столкнулись с серьезнейшими проблемами. Для терапии стволовыми клетками заболеваний сердца требуется больше чем просто доставка этих клеток в сердечную мышцу. Вопросов возникает множество, начиная от лучшей методики доставки стволовых клеток в сердце (прямая инъекция, внутривенные инъекции или инъекции в коронарные артерии), кончая правильным типом стволовых клеток для восстановления сердца. Список трудностей лечения стволовыми клетками длинный, но ни одна из этих проблем не является непреодолимой.
Лечение стволовыми клетками: проблемы:
• определить лучший тип стволовых клеток для каждой проблемы;
• наработать большое количество таких стволовых клеток;
• добиться того, чтобы клетки дифференцировались в клетки нужного типа;
• создать «дружелюбное» окружение, чтобы клетки прижились у реципиента, а не подвергались отторжению;
• усилить интеграцию стволовых клеток в окружающие ткани;
• обеспечить, чтобы стволовые клетки функционировали надлежащим образом в течение длительного периода времени;
• предотвратить «одичание» стволовых клеток и перерождение в другие типы тканей или даже опухоли.
Предварительные данные более десяти исследований подтверждают будущую роль стволовых клеток в лечении пациентов с заболеваниями сердца. В некоторых исследованиях доставка стволовых клеток к поврежденным участкам сердца, казалось, приносила измеримую пользу, в том числе увеличение притока крови, небольшие уменьшения повреждения, вызванного инфарктом, и небольшой рост сердечной функции. В двух недавних исследованиях имеющиеся в продаже препараты стволовых клеток ассоциировались с небольшим улучшением работы сердца, снижением симптоматики и уменьшением сердечной аритмии у инфарктников.
КОМБИНИРОВАННАЯ ТЕРАПИЯ: СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ЛИПОСАКЦИЯ
Вы прочитали правильно – существует связь между стволовыми клетками и липосакцией. Ученые всегда ищут новые источники стволовых клеток. До сегодняшнего дня в большинстве клинических испытаний терапии стволовыми клетками использовались стволовые клетки, полученные из костного мозга. Выращивание клеток костного мозга является трудной, несколько неудобной медицинской процедурой, и 3 столовые ложки костного мозга, типичное выращенное количество, содержат лишь около 25 тысяч стволовых клеток. В отличие от этого легко вырастить 170 граммов жировой ткани у больных, перенесших липосакцию, и эта процедура дает миллионы стволовых клеток. Могут ли стволовые клетки от вашего спасательного круга на талии помочь вашему поврежденному сердцу? Предварительные данные представляются обнадеживающими.
Голландские исследователи вводили стволовые клетки, полученные из жира, в коронарные артерии десяти пациентам, перенесшим инфаркт. Через шесть месяцев после инфаркта у них немного улучшилась сердечная функция и кровоток, а также сократилось рубцевание по сравнению с пациентами-инфарктниками, получавшими плацебо. Этого исследования не вполне достаточно, чтобы доказать полезность, но они предполагают возможности.
Пока продемонстрированная польза для сердца стволовых клеток небольшая, но обнадеживающая. По мере разрешения проблем, связанных со стволовыми клетками, мы будем совершенствовать процедуры и стратегии, и это, вероятно, увеличит полезность. По пути мы выясним, как на самом деле работают стволовые клетки, чтобы лечить болезни. Опять же, наука не так проста, как мы думали. Представления о том, что стволовые клетки будут дифференцироваться в клетки сердца и помогать ему биться более эффективно, могут не оправдать наших ожиданий. В экспериментальных исследованиях только небольшое количество вводимых стволовых клеток выживает в сердце и становится функциональными клетками сердечной мышцы, и этого количества недостаточно, чтобы объяснить наблюдаемую пользу для сердца.
Наиболее популярная теория сейчас заключается в том, что стволовые клетки секретируют химические вещества, которые оказывают положительное влияние на соседние нативные (родные) сердечные клетки. Эти химические вещества стимулируют рост кровеносных сосудов, уменьшают воспаление, ускоряют заживление и даже могут вызывать деление собственных сердечных стволовых клеток у пациента и заменять поврежденные мышечные клетки. В ближайшие несколько лет мы будем совершенствовать наше понимание того, как терапия стволовыми клетками работает, и это поможет нам оптимизировать лечение.
Не все ученые разделяют нашу веру в перспективы терапии стволовыми клетками. Мы признаем, что существуют значительные несоответствия в результатах испытаний терапии стволовыми клетками пациентов с инфарктом. Но ни одно лекарство не работает одинаково у всех, и периодические сбои в лечении не должны заставлять нас отказываться от лекарства или процедуры. Кроме того, объяснить противоречивые результаты можно значительными различиями между процедурами испытания – от типа стволовых клеток до способа доставки. В данный момент мы не знаем правильного «рецепта» лечения стволовыми клетками пациентов с заболеваниями сердца. Но яйца не учат ученых куриц, и мы надеемся, что в конечном счете они создадут рецепт, который обеспечит победу.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, МАГНИТЫ И НАНОТЕХНОЛОГИЯ
Детский магнит. Это может быть ответом на вопрос о том, как нам заставить стволовые клетки перейти в нужное место в организме и оставаться там. Исследователи из Медицинского центра СедарсСинай выращивали стволовые клетки крыс и нагружали их крошечными наночастицами железа. Затем они воссоздали у крыс инфаркт и вводили железосодержащие стволовые клетки в сердечную мышцу вблизи области инфаркта. Держа простой магнит над сердцами животных в течение 10 минут, они притягивали железо в стволовых клетках и смогли утроить количество стволовых клеток, которые расположились в сердце. С увеличением количества стволовых клеток в сердце размер инфаркта уменьшился, а функция сердца улучшалась. Высокотехнологичные стволовые клетки в сочетании с низкотехнологичными магнитами могут способствовать повышению надежности и эффективности терапии стволовыми клетками.
