Три с половиной сотни различных типов клеток, составляющих наш организм, весьма успешно трудятся над выполнением самых разнообразных задач: передачи нервных импульсов и обработки информации, транспортировки кислорода и питательных веществ, синтеза и выделения разнообразных соединений, сокращения мышечных волокон. В процессе дифференциации и специализации такие клетки приобретают уникальные черты, помогающие им справляться со своими специфическими функциями, но при этом теряют способность к делению. И, если механизм «плановой» замены «изношенного» клеточного материала до поры до времени работает достаточно надежно, то в случае травмы или серьезной патологии компенсаторные функции человеческого организма нередко оставляют желать лучшего. Способность ящерицы заново отращивать оторванный хвост издавна вызывала жгучую зависть у представителей homo sapiens. Неудивительно, что уникальные свойства стволовых клеток вызвали пристальный интерес ученых. Эксперименты на животных и «в пробирке» показали, что применение стволовых клеток дает надежду на исцеление при самых безнадежных на данный момент патологиях — травмах спинного мозга, нервно-дегенеративных заболеваниях, иммунодепрессивных состояниях, тяжелых нарушениях обмена веществ, инсультах, инфарктах и т.д. Однако природа, снабдив нас уникальным набором для ремонта, не позаботилась приложить к нему инструкцию по применению. Так что до широкого клинического применения новых методик клеточной терапии предстоит решить еще множество теоретических, практических, этических, финансовых и юридических проблем.
По происхождению стволовые клетки делятся на эмбриональные, фетальные, взрослые стволовые клетки и клетки кордовой (пуповинной) крови.
Получение эмбриональных стволовых клеток связано, пожалуй, с наибольшим количеством проблем, однако и перспективы это направление открывает фантастические. Наиболее распространенный источник получения таких клеток — искусственно оплодотворенные яйцеклетки. Их можно получить либо в клиниках по лечению бесплодия, либо от доноров. Как известно, женский организм в ходе одного менструального цикла продуцирует, как правило, одну яйцеклетку. Ее извлечение является, в принципе, достаточно безболезненной и безопасной процедурой. Тем не менее в 1—5% случаев возникают всевозможные осложнения, чаще всего гормональные. Для того чтобы не подвергать женщин дополнительному риску, им предлагают препараты, в результате приема которых происходит единовременное продуцирование нескольких яйцеклеток (обычно порядка двух десятков). В клиниках по лечению бесплодия после искусственного оплодотворения в матку имплантируется лишь один из полученных эмбрионов, который и приводит в случае благополучного развития событий к рождению долгожданного ребенка. Судьбу же остальных эмбрионов предлагается решать их родителям — то ли уничтожить, то ли предоставить в распоряжение ученых. В последнем случае из пятидневного эмбриона извлекается внутренняя клеточная масса, из которой в дальнейшем и выращиваются линии эмбриональных стволовых клеток.
Иными словами, для получения клеток, способных в дальнейшем спасти жизни неизлечимо больных людей, необходимо разрушить человеческий эмбрион или, по мнению наиболее ярых противников этого метода, уничтожить человеческую жизнь. Политики, юристы, философы и священнослужители продолжают дискуссию о том, является ли 100-клеточный комок, полученный в искусственных условиях, живым человеческим существом и местом обитания его души, а ученые тем временем пытаются обойти это узкое место. В частности, уже имеются данные о первых положительных опытах (по крайней мере, на мышах) по получению эмбриональных стволовых клеток из трофобластов — клеток внешнего слоя бластоцисты, из которых в дальнейшем развиваются плацента и другие плодовспомогательные структуры. Как известно, пункция таких клеток достаточно широко применяется в диагностических целях (при подозрении на наследственные дефекты), и нарушения нормального эмбрионального развития не вызывает.
Основным источником фетальных стволовых клеток являются абортивные материалы. Искусственное прерывание беременности разрешено во многих странах, в том числе и в Украине. Количество официально зарегистрированных абортов в нашей стране, по разным оценкам, составляет от 300 до 500 тысяч в год, в целом по планете — 50 миллионов. Препараты, полученные из этого материала, могут спасти или облегчить жизнь многим людям. Так, например, эмбриональная печень, которая закладывается на 3—4-й неделе развития плода, с 6-й недели становится настоящим кладезем эмбриональных гемопоэзных (кроветворных) клеток, способных дифференцироваться во все виды форменных элементов крови, а по некоторым данным, и в другие клетки организма. С 7—8-й недели внутриутробного развития кроветворные клетки составляют примерно 60 процентов всех клеток печени. Это количество поддерживается до 15-й недели, затем резко снижается, и при рождении в печени остается лишь несколько кроветворных островков.
С технологической точки зрения, методики получения, хранения и применения эмбриональных гемопоэзных клеток человека за несколько последних десятилетий отработаны достаточно хорошо, однако с этической точки зрения вызывают критику противников абортов. Последние, в частности, утверждают, что использование абортивного материала в медицинских целях может рассматриваться как поощрение абортов. Хотя нынешние масштабы «непоощряемых» абортов в сотни тысяч раз превышают самые запредельные потребности в фетальных стволовых клетках.
Взрослые стволовые клетки, как показали последние исследования, можно обнаружить практически по всему организму человека, правда, в различных количествах и с различными функциональными и терапевтическими характеристиками. Наиболее перспективными считаются стволовые клетки, содержащиеся в костном мозгу, периферической крови, жировой ткани и слизистой носоглотки. Использование донорского костного мозга (а ведь в нем обнаруживаются как гемопоэзные, так и мезенхимальные стволовые клетки, способные преобразовываться практически во все виды специализированных клеток) уже позволило спасти жизни многим гематологическим и онкологическим больным. А вот выделение собственных стволовых клеток с целью дальнейшего их применения в терапевтических целях находится лишь на начальных стадиях развития. Методы получения достаточного количества необходимого материала совершенствуются не по дням, а по часам, и к тому же с этической точки зрения, подобные процедуры никаких возражений не вызывают. Правда, далеко не при всех патологиях или травмах есть достаточный запас времени для того, чтобы культивировать собственные взрослые стволовые клетки пациента, а затем ввести их обратно в организм. Кроме того, по мере старения снижается способность стволовых клеток как к делению, так и к дифференциации.
Пожалуй, наиболее перспективным как для практиков, так и для теоретиков представляется использование в качестве источников стволовых клеток кордовой (пуповинной) крови. После родов в пуповине (а также в плаценте) остается до 100 миллилитров крови, в которой достаточно много стволовых клеток. Процедура сбора этой крови абсолютно безболезненна и безвредна, а потенциал этих клеток достаточно высок. Такие клетки являются надежным набором потенциальных «запчастей» для самого ребенка, и с большой долей вероятности могут подойти его близким родственникам. Единственная загвоздка заключается в том, что возможность обзавестись таким «ремнабором» предоставляется только в момент рождения.
Первый успешный опыт трансплантации пуповинной крови (для лечения врожденной апластической анемии) был осуществлен в 1988 году, причем использовалась кровь другого новорожденного младенца. А идея криоконсервации пуповинной крови впервые была реализована в 1992 году, когда американский профессор Дэвид Харрис «на всякий случай» заморозил кордовую кровь своего первенца. Сейчас Харрис является директором крупнейшего в мире банка стволовых клеток пуповинной крови, а уже в 1998 году трансплантацией собственной замороженной пуповинной крови удалось спасти жизнь девочке, у которой обнаружилась нейробластома (опухоль мозга).
На данный момент в мире существует несколько сот банков пуповинной крови, а количество хранящихся в них образцов приближается к миллиону. В США, например, на 2 миллиона родов приходится 100 тысяч вкладов образцов пуповинной крови. Хранить их можно как в государственных банках-регистрах, так и в коммерческих структурах. В первом случае от родителей требуется лишь согласие, после чего стволовые клетки их ребенка могут быть использованы в научных или клинических целях без каких бы то ни было обязательств перед их «донорами». Так, например, в 2000 году шестилетнему ребенку с анемией Фанкони срочно понадобилась трансплантация стволовых клеток. Родители, вспомнив о том, что в свое время сдали кровь своего ребенка в государственный банк-регистр, туда за помощью и обратились. Однако к тому времени стволовые клетки их сына уже были израсходованы в других целях. Спасти жизнь ребенку удалось лишь при помощи второй беременности, во время которой и были получены стволовые клетки пуповинной крови родственного происхождения.
Оплатив же хранение пуповинной крови своего ребенка в коммерческом криобанке, родители тем самым обеспечивают ему индивидуальную биологическую страховку на всю жизнь. В Украине на данный момент существует единственный криобанк пуповинной крови, причем работает он по уникальной методике. Так, если стандартная выживаемость стволовых клеток по западным методикам составляет 70—80 процентов, то Галина Лобынцева довела этот показатель до 96 процентов (в 1991 году за работы в области криоконсервирования стволовых клеток для клинического применения она была удостоена Государственной премии Украины).
Стволовые клетки кордовой крови помимо доступности, безопасности, абсолютной этичности и законности их получения, имеют еще целый ряд преимуществ. Их способность к делению в 8—10 раз выше, чем у «взрослых» стволовых клеток. Кроме того, иммунологическая «незрелость» «новорожденных» клеток существенно повышает шансы их успешного применения для спасения жизни не только своего «хозяина». И, наконец, шанс передачи с этими клетками таких заболеваний, как СПИД, гепатит, болезнь Кройцфельда-Якоба, существенно сокращается по причине «невинности» возраста их донора. Важно также, что в банках пуповинной крови существует система строжайшего вирусно-инфекционного контроля.
(Продолжение
темы — в одном
из ближайших номеров «ЗН»)