Вадим Зорин: – всё, что вы не знали про стволовые клетки

Стволовые клетки

0
mezenhemalnije-stvolovije-kletki-iz-zhirovoj-tkanimezenhemalnije-stvolovije-kletki-iz-zhirovoj-tkani

Вадим Зорин: – всё, что вы не знали про стволовые клетки и не только… 

Желтая пресса и телевидение периодически рассказывают нам о том, насколько страшны и опасны для человека стволовые клетки (для справки: стволовые клетки – это недифференцированные, незрелые клетки, обладающие способностью к самообновлению и образованию дифференцированных «потомков»). При этом, как правило, речь идет о стволовых клетках (СК) вообще, без каких-либо пояснений. И действительно, понятие «стволовые клетки», употребляемое без пояснений, может создавать совершенно превратное представление, что все СК вызывают опухолевые заболевания, а потому их применение опасно для человека. И на мой взгляд, совершенно очевидно, что когда журналисты пишут про СК или про лечение этими клетками, они должны строго и честно информировать свою целевую аудиторию о проведенных доклинических и клинических исследованиях, о том что разрешено регуляторными органами и что нет, о продолжающихся научных дискуссиях между учеными и четко доводить информацию до своих читателей. Журналисты, при добросовестном и грамотном подходе, могут играть важную роль в этих вопросах и формировать верное мнение о СК.

Типы стволовых клеток

Нужно понимать, что существует несколько типов стволовых клеток: эмбриональные, фетальные и постнатальные. 

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – клетки (в 1999 г журнал Science признал открытие этих клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы “Геном человека”), которые присутствуют в организме только на ранних стадиях жизни эмбриона и происходят из внутренней клеточной массы бластоцисты, обладают способностью воссоздавать любые ткани и органы человека путем деления и образования специализированных клеток. Эти клетки обладают огромным терапевтическим потенциалом. Однако во всем мире, несмотря на их терапевтические возможности эти клетки используют исключительно в лабораториях для научно-исследовательских работ – после введения этих клеток иммунодефицитным мышам у них могут формироваться доброкачественные опухоли, так называемые тератомы. Производство этих ЭСК чрезвычайно высокозатратно, и, следовательно, любая лаборатория, уже не говоря о клинике, их просто не в состоянии производить и использовать для лечения пациентов, так что “встретить” этот тип СК в клиниках просто невозможно.

Фетальные стволовые клетки (ФСК) – стволовые клетки, которые по сравнению с ЭСК появляются на более поздних стадиях формирования организма; их выделяют из абортивного материала на 5-8-недельных сроках внутриутробного развития плода, эти клетки часто неправильно называют эмбриональными.

ФСК обладают высокими пролиферативным и дифференцировочным потенциалами, но уже не такими высокими, как ЭСК. Данные об образовании тератом после введения ФСК иммунодефицитным мышам отсутствуют. В некоторых странах, например, Украине и Китае проводятся работы по изучению и клиническому применению этого типа СК. В России ФСК не используют в силу юридических и этических аспектов. 

Постнатальные (взрослые, региональные) стволовые клетки – это клетки, которые, по сравнению с ЭСК и ФСК, появляются на более поздних стадиях формирования организма и присутствуют в каждой ткани (органе) взрослого человека. Эти СК подразделяют на три основные группы: гемопоэтические (ГСК, кроветворные), мезенхимальные стволовые клетки (МСК, открытые и описанные нашими великими соотечественниками Чайлахяном Р.К. и А.Я. Фриденштейном) и тканеспецифичные СК.

Основная функция этих стволовых клеток – восстановление и поддержание тканей, в которых данные клетки присутствуют. В отличие от ЭСК и ФСК взрослые СК имеют меньшую способность к самоподдержанию и меньший дифференцировочный потенциал. 

В костном мозге взрослого человека различают два типа стволовых клеток – гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), дающие начало всем клеткам крови, и мезенхимальные стволовые клетки (МСК), способные дифференцироваться в костные, хрящевые, жировые клетки и клетки соединительной ткани. В жировой ткани также присутствуют МСК, по свойствам схожие с таковыми в костном мозге.  

klon-mezenhemalnih-stvolovijh-kletok-iz-desniklon-mezenhemalnih-stvolovijh-kletok-iz-desni
Клон мезенхимальных стволовых клеток из десны. Фото Вадим Зорин

Наличие у взрослых СК мультипотентности – способности дифференцироваться в несколько типов клеток – дало возможность активно использовать эти клетки для разработки препаратов с целью лечения ряда заболеваний. Например, в настоящее время ГСК используют для восстановления кроветворения, лечения лейкозов, лимфом. А с 2012 г в Южной Корее разрешены к применению препарат “Cartistem” на основе МСК, выделенных из пуповинной крови, для лечения пациентов с тяжелыми формами артрита (в настоящее время этот препарат проходит клиническую апробацию и в США), и препарат “Hearticellgram-AMI” на основе МСК, выделенных из костного мозга, для лечения пациентов с инфарктом миокарда. Правительства многих стран стимулируют исследователей и производителей к активной разработке и внедрению в практику таких препаратов.

Стволовые клетки пуповинной крови (гемопоэтические стволовые клетки, ГСК), которую собирают из пуповины после ее отделения от новорожденного. Эти клетки можно использовать (и активно используют) для лечения онко- и других заболеваний крови, а также заболеваний иммунной системы как самого ребенка, так и его ближайших родственников. 

Трансплантация стволовых клеток и препараты на их основе

В 2013 г Мировое сообщество по трансплантации крови и костного мозга (WBMT) объявило о достижении миллиона трансплантаций ГСК, полученных как из пуповинной крови, так и из костного мозга. 

В медицинском центре Университета Дьюка (США) ежегодно проводится около 4000 трансплантаций ГСК пуповинной крови, а в 2013 г – 5000 трансплантаций. В 2017 г в этом же университете завершились 3-х летние клинические исследования по применению аутологичных ГСК пуповинной крови для лечения детей (29 детей 2-6 лет) с аутизмом. Подтверждена безопасность и получен клинический эффект: улучшение коммуникативных навыков и уменьшение выраженности симптомов заболевания. 

С 2014 г в США разрешен к применению препарат “HEMACORD” на основе ГСК, выделенных из пуповинной крови, для лечения пациентов с заболеваниями крови, врожденными и приобретенными иммунными и метаболическими нарушениями. В 2017 г (США) завершилась вторая фаза рандомизированных плацебоконтролируемых клинических исследований по применению ГСК из пуповинной крови для лечения ДЦП. У детей спустя год (63 ребенка 1-6 лет) после трансплантации этих клеток наблюдались значительное улучшение двигательных функций и уменьшение выраженности неврологических расстройств. 

Обнадёживающие результаты получены в клинических исследованиях по применении ГСК пуповинной крови для лечения ДЦП и в России, США, Южной Корее. По данным российских исследователей более чем у половины детей наблюдалась отчетливая положительная динамика: снижение патологически повышенного мышечного тонуса, уменьшение степени парезов, снижение частоты (вплоть до полного прекращения) эпилептических приступов, улучшение когнитивных функций.  

В 2018 году в Китае на 600 пациентах с циррозом печени показаны безопасность и эффективность лечения с помощью ГСК пуповинной крови: улучшение функции печени, уменьшение отеков и асцита, улучшение общего состояния пациентов.

Активно развивается рынок регенеративной медицины в Юго-Восточной Азии и на Ближнем Востоке. Так, например, в Южной Корее в 2017 году завершилось трехлетнее клиническое исследование, подтверждающее эффективность мезенхимальных стволовых клеток (МСК) пупочного канатика при болезни Крона (тяжелое хроническое воспалительное заболевание ЖКТ, в настоящее время считается неизлечимым). В исследовании принимало участие 82 пациента в возрасте 21-44 лет, результаты обнадеживающие: улучшение общего состояния и качества жизни, снижение дозы гормональных препаратов. 

vadim-zorin
На фото Вадим Зорин

В мире на сегодня существует около 200 частных персональных банков хранения стволовых клеток крови, из них 10 первых лидеров хранят свыше 4 млн. образцов ГСК пуповинной крови и ткани/клеток пупочного канатика, а суммарно все эти банки хранят свыше 7 млн. образцов. В России Гемабанк (ПАО “Институт стволовых клеток человека”) – крупнейший персональный банк (свыше 30 тыс. образцов) по хранению СК пуповинной крови среди стран Восточной Европы. Сегодня стволовые клетки пуповинной крови применяют для лечения 90 онкогематологических заболеваний. Трансплантация же ГСК костного мозга (донорство костного мозга) для лечения онкогематологических заболеваний – это уже классика, существующая с 1968 г (Э. Томас и Д. Мюррей, Нобелевская премия, 1990).


США и Германия – мировые лидеры в этой области. В России проводится в 10 раз меньше трансплантаций ГСК, чем необходимо пациентам из-за нехватки донорского материала. 

Интересным является подход, когда донором пуповинной крови может быть родные брат или сестра. Некоторые супружеские пары даже специально планируют вторую беременность, чтобы спасти старшего ребенка трансплантацией ему пуповинной крови от брата или сестры. В настоящее время по всему миру (США, Китай, Корея, Австралия, Франция, Германия) проводятся свыше 300 клинических исследований (www.Clinicaltrials.gov) по применению ГСК пуповинной крови для лечения инсульта, цирроза печени, сахарного диабета и др. заболеваний. В России в настоящее время – ни одного. Тем не менее, будущие родители должны знать о биостраховании своего ребенка – хранении ГСК пуповинной крови и МСК пупочного канатика, и если есть возможность – обязательно сохранять эти клетки. В России только 0,3% семей пользуются услугой биострахования, тогда как в Европе и США – более 4%, тем более что сейчас ученые могут в 300 раз! (что важно для решения проблемы малых доз СК) увеличивать количество ГСК пуповинной крови, так что за лечением стволовыми клетками будущее медицины. Зачем отказываться или утилизировать то, что бесценно?

Интересно также и то, что можно использовать и МСК пупочного канатика. В Чили (2017 г) была завершена первая фаза рандомизированного клинического исследования при лечении пациентов (30 человек, 18-75 лет) с хронической сердечной недостаточностью. Аллогенные МСК пупочного канатика доказали свою безопасность и эффективность: улучшение работы сердца и, как следствие, качества жизни. 

МСК, выделенные из костного мозга, используют для получения клеточных продуктов с целью лечения заболеваний опорно-двигательной, сердечно-сосудистой, урологической и иммунной систем, заболеваний глаз (ретинопатии, дистрофии сетчатки), сахарного диабета, цирроза печени. Во многих странах мира проводятся многочисленные клинические исследования, результаты которых показали, что этот тип стволовых клеток обладает онкобезопасностью и клинической эффективностью. При этом выявлено, что после трансплантации МСК улучшение функций поврежденных органов и тканей происходит за счет активации входящих в их состав клеток, например, кардиомиоцитов при сердечной недостаточности, островковых клеток поджелудочной железы при сахарном диабете I типа; активизируются процессы заживления ожоговых ран, ускоряются процессы восстановления длинных трубчатых костей после переломов и пр. 

В 2017 г американскими и австралийскими учеными было проведено интересное рандомизированное слепое плацебо контролируемое клиническое исследование на 30 пациентах с синдромом старческой немощи (средний возраст 76 лет) которым внутривенно вводили аллогенные МСК, полученные из костного мозга молодых (20-45 лет) здоровых доноров. Результаты исследования (Gerontology, 2017) показали безопасность и эффективность трансплантации этих СК. Наблюдалось значительное улучшение показателей физического состояния здоровья пациентов, а также снижение содержания воспалительных биомаркеров, характерных для данного синдрома.

По мнению ученых, применение МСК для гериатрических пациентов может быть отличной коррекцией старческой астении и улучшения их качества жизни. В 2019 г в Японии завершились клинические исследования по применению МСК (из жировой ткани или костного мозга) для лечения травм позвоночника, получено разрешение от регуляторных органов к применению этих клеточных продуктов.

Зрелые (специализированные) клетки в клеточных технологиях

Следует отметить, что в клеточных технологиях наряду со стволовыми клетками также активно используют и дифференцированные (зрелые, специализированные) клетки, которые уже не делятся, а главной задачей которых является продукция компонентов ткани, что способствует восстановлению структуры и функций этой ткани. 

Примером зрелых клеток могут служить фибробласты дермы, кератиноциты эпидермиса и пр. Так, в частности, для восстановления целостности кожи (при ожоговых и др. ранах) успешно зарекомендовали себя препараты Apligraf®, США (тканеинженерный эквивалент кожи, в состав которого входят кератиноциты и фибробласты, более 250 000 клинических наблюдений) и Dermagraft®, США (содержащий фибробласты кожи, более 50 000 клинических наблюдений); в комплексном лечении тяжелых ожогов – препарат Epicel®, США (содержащий кератиноциты, около 2000 клинических наблюдений), клеточные продукты Carticel® и Chondrogen® (США) на основе хондроцитов для восстановления суставного хряща. США являются мировым лидером в разработке клеточных продуктов. Значительную поддержку исследованиям в области клеточных технологий оказывает финансирование со стороны Федерального резерва, которое достигает 2 млрд долларов в год. Активность компаний этого сектора в Европе разнится от страны к стране, что объясняется существенными различиями в нормативном регулировании и экономическом положении стран. Сегодня максимальная стоимость, например, персонифицированного клеточного продукта для лечения остеоартрита на одного пациента (гражданина Германии) составляет 5000 евро. Для остальных граждан ЕС – 32 000 евро. 

kolonijeobrazujuschije-edinitsi-msc-iz-desnikolonijeobrazujuschije-edinitsi-msc-iz-desni
Фото Вадим Зорин
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC)

В настоящее время многих ведущие лабораториях мира достигли немалых успехов при изучении индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC-клеток, 2012 г – Нобелевская премия С. Яманаки и Д. Гёрдон), на которые возлагают большие надежды, поскольку с одной стороны, эти клетки обладают свойствами эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), т.е. способны к дифференцировке в производные всех трех зародышевых листков, а с другой – их использование позволяет избежать этических и других проблем, связанных с применением ЭСК. Эти клетки дают возможность создания инновационных продуктов для аутогенной терапии самого широкого спектра заболеваний, включая, и возрастные патологии.

Клеточная технология, основанная на использовании фибробластов кожи.

В общемировой практике эстетической медицины официально признано применение клеточной технологии, основанной на использовании аутологичных (т.е. собственных) фибробластов кожи для коррекции ее возрастных дефектов. 

С июля 2010 г применение такой технологии официально разрешено в России (“SPRS®-терапия”, ПАО “Институт стволовых клеток человека”) на сегодняшний день в институте самый большой криобанк персонифицированных фибробластов в мире.  Терапию получили более 1000 пациентов из которых 2/3, пролечив одну область, обратились за лечением других зон кожи), а с июля 2011 г – в США (LAVIV™, компания Fibrocell Inc, ранее Isolagen). 

SPRS терапия® – единственная одобренная в России технология коррекции возрастных изменений кожи, основанная на применении собственных культивированных фибробластов.Технология защищена российскими и международными патентами, имеет разрешение Росздравнадзора на применение (ФС№ 2009/308), выданное Институту стволовых клеток человека в июле 2010 года.

Вне сомнения, клеточные технологии, основанные на использовании как стволовых, так и зрелых клеток представляют большой интерес для регенеративной медицины, поскольку они расширяют возможности в лечении заболеваний, включая и те заболевания, перед которыми стандартные терапевтические методы бессильны. 

dermalnije-fibroblasti
Дермальные фибробласты. Фото Вадим Зорин

В настоящее время в РФ вышел федеральный закон (ФЗ № 180) «О биомедицинских клеточных продуктах», устанавливающий правила для выведения на рынок клеточных продуктов, в основе получения которых лежат технологии масштабирования. Закон в основной части вступил в силу с 2017 года, а отдельные его части, касающиеся лицензирования производства с 2018 г. 

Что мы, как научное сообщество, можем сделать? Повышать свой уровень образования и прикладывать максимум усилий для развития науки и медицины. И конечно доводить до вас самые последние научные данные в области регенеративной медицины. 

Вадим Зорин, 

врач-биофизик, кандидат биологических наук

Зорин Вадим Леонидович – руководитель отдела регенеративной медицины биотехнологической компании “Институт стволовых клеток человека”, автор более 100 статей и 13 патентов входящих в РИНЦ, Web of Science, Scopus. Индекс Хирша 12. Разработчик медицинских технологий – SPRS и SPRG-терапии®. Генеральный директор биотехнологических компаний: “Витацел” и “Скинцел” – (резиденты Сколково, кластер Биомед). 

Age Factor

http://agefactor.com.ua/category/antistarenie/metodiki-omolozheniya/

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ