Стволовые клетки вред или польза

Омолаживающая клеточная терапия приобретает популярность среди богатых и знаменитых, а большинство из обывателей размышляют о том, какой же скачок сделала современная медицина, что становится возможным такой элитный способ омолодиться.

Ведь легенды о вечной молодости существуют в различных культурах, и возможно клеточная терапия приблизит нас к такому волшебству? Что необходимо знать о преимуществах и недостатках клеточной терапии?

Применение стволовых клеток генетик Алексей Кашин считает далеко не панацеей от старения. Он обращает внимание на то, что человеческий организм слишком многогранный и комплексный, чтобы применив эту терапию для омоложения оставаться уверенными в том, что не произойдет сбой в любой другой системе. Прежде чем прибегнуть к такому способу лечения, а тем более омоложения, нужно собрать как можно больше информации об условиях, в которых возможны процедуры, о рисках, с которыми впоследствии столкнется организм, и в целом о целесообразности подобного лечения. Опытные врачи призывают прибегать к клеточной терапии в случае, когда не существует иных способов решить проблему, буквально, когда она является последней надеждой для пациента. По причине недостаточной изученности влияния стволовых клеток на организм, в который они вживляются, сложно предугадать с какими болезнями придется столкнуться в будущем, после того как будет излечена данная.

Омолаживающий эффект достигается за счет того, что размножение подсаженных стволовых клеток стимулирует ростовые факторы собственных клеток в организме. Стоит обратить внимание – такое стимулирующее действие может коснуться как, например, роста волос и жировых клеток, так и спровоцировать деление опасных раковых клеток в организме. Поэтому решаясь на подобный «укол красоты», необходимо отдавать себе отчет в столь опасной вероятности.

Сомнительность подобной процедуры состоит и в том, что используются в данном случае чаще эмбриональные стволовые клетки. Вычленение таких клеток допустимо лишь из абортивного материала, всяческие манипуляции с живыми эмбрионами запрещены законом.

Эмбриональные стволовые клетки – тип плюрипотентных клеток млекопитающих. Могут дифференцироваться во все три первичных зародышевых листка: эктодерму, энтодерму и мезодерму. Таким образом образуются более 220 видов клеток. Свойство плюрипотентности отличает эмбриональные стволовые клетки от полипотентных клеток, которые могут дать начало лишь ограниченному количеству типов клеток. В отсутствие стимулов к дифференциации in vitro эмбриональные стволовые клетки могут поддерживать плюрипотентность в течение многих клеточных делений. Наличие плюрипотентных клеток у взрослого организма остается объектом научных дискуссий, хотя исследования показали, что существует возможность образования плюрипотентных клеток из фибробластов взрослого человека.

Эмбриональные стволовые клетки можно получить из раннего абортивного материала. В эмбриональных клетках работают гены раннего типа, они отключаются у взрослых людей. Если бы этот механизм не срабатывал рост и развитие организма были бы бесконечны. Эмбриональные стволовые клетки очень быстро делятся, схожими с ними у взрослого организма могут быть лишь раковые клетки, способные к очень быстрому развитию. Генетик Алексей Кашин сообщает, что в чистом виде стволовые клетки у взрослого организма практически отсутствуют, они ему попросту не нужны. В случае если медикам необходима родственная организму стволовая клетка, они получают ее из жировой ткани путем обратной трансформации.

Как уже было сказано ранее в статье, риски при клеточной терапии изучены недостаточно, в чем и состоит основная ее опасность. Кроме того, внедрение в организм стволовой клетки провоцирует развитие рака. Лечение стволовыми клетками может быть целесообразным в случае заболеваний, которые являются более трудноизлечимыми, нежели сам рак.

Специалисты утверждают, что при современном развитии косметологии и пластической хирургии рисковать здоровьем и жить в ожидании неизвестных последствий после клеточной терапии слишком высокая цена за искусственно созданные годы молодости.

Источник

Человечество с давних пор ищет способ продлить молодость. В этом смысле в последнее время становятся все более актуальными исследования в области стволовых клеток. Провокационное использование стволовых клеток с целью омоложения вызывает много споров в научном сообществе.

Однако сегодня повышенное внимание уделяется тканевой инженерии и регенеративной медицине, что приводит к необходимости поиска надежного источника стволовых клеток в дополнение к биоматериалам и факторам роста цитокинов.

Что достигнуто на сегодняшний день?

• Процесс извлечения, концентрирования и введения стволовых клеток был продемонстрирован в условиях клинических испытаний, были зафиксированы положительные эффекты при дегенеративных состояниях.
• Клеточная терапия показала большие перспективы в отношении омоложения кожи, восстановления волос, а также в других клинических направлениях медицины.
• Растет количество доказательств того, что процесс дифференцировки стволовых клеток и процесс фотостарения кожи имеют схожие биохимические и молекулярные механизмы.
• Общие механизмы процессов старения на клеточном уровне могут предоставить уникальные возможности для разработки антивозрастной терапии.

Самые модные направления в медицине сегодня – это пластическая хирургия и наружные средства против старения для тех, кто не может позволить себе пластику. Особенно в тренде наружные средства на основе стволовых клеток. Реклама кремов против старения презентуется в СМИ ежедневно. Хотя неясно, насколько крупные белки, такие как факторы роста, способны проникать в кожу и становиться фармакологически активными, ранние объективные клинические исследования и субъективные наблюдения указывают на то, что эти космецевтические продукты могут потенциально уменьшить признаки старения лица.

Касаемо хирургии, ранее считалось, что поврежденные или больные ткани человека могут быть заменены только трансплантатами доноров или, в отдельных случаях, аллопластическими имплантатами. Сегодня повышенное внимание уделяется тканевой инженерии и регенеративной медицине. Тканевая инженерия обеспечивает более продвинутый подход, чем пластическая операция, при котором собственные органы или ткани могут быть «отремонтированы», заменены или регенерированы для достижения нужной цели. Тканевая инженерия сочетает в себе принципы биоинженерии, клеточной трансплантации и хирургии.

Почему такой интерес?

Стволовые клетки имеют 2 важные характеристики:

1. Они могут воспроизводить себя (самообновление – способность проходить через многочисленные клеточные деления при сохранении недифференцированного состояния).

2. Они могут дать начало специализированным типам клеток:

• Плюрипотентные: способны дать начало любому зрелому типу клетки.
• Мультипотентные: способны превратиться в больше чем 1 тип клетки, но только из близко родственного семейства клеток.
• Унипотентные: способны производить только 1 тип клеток, но обладают свойством самообновления

Жировая ткань в настоящее время признана самым доступным и обильным источником взрослых стволовых клеток.

Клеточная терапия и тканевая инженерия все еще находятся в зачаточном состоянии, и необходимы дополнительные фундаментальные исследования, прежде чем косметические и реконструктивные хирургические операции войдут в рутинную практику применения и будут безопасными для пациентов.

Поэтому глубокое знание стволовых клеток и их источников позволяет разрабатывать многочисленные исследования по лечению различных дерматологических патологий и применять их с целью омоложения. Стволовые клетки могут дифференцироваться в специализированные клетки – кератиноциты и дермальные фибробласты, это и привлекает внимание ученых. Однако, этические и практические соображения, связанные с использованием эмбриональных стволовых клеток, вынуждают исследователей постоянно вести поиск их альтернативных источников.

Источник

Стволовые клетки – в некотором роде загадочная область медицины. Исследуют их уже больше сотни лет, а применять в клинике до сих пор (за редкими исключениями) не научились. Одним, например, японцам Такахаши и Яманаки, стволовые клетки принесли Нобелевскую премию, а другим, вроде американца Джима Гэсса, – опухоль и паралич. И в то время как ученые тысячами публикуют работы о лечении стволовыми клетками, клиники вывешивают у себя на сайтах подробные списки того, над чем стоит задуматься, прежде чем на такое лечение соглашаться. Давайте разберемся, что пошло не так в истории стволовых клеток, чем они могут быть опасны, где могут принести пользу, как регуляторы одобряют терапии в разных странах, и стоит ли вообще на них рассчитывать.

Почему они стволовые?

Стволовым клеткам не очень повезло с названием – оно одно уже способно ввести неподготовленного человека в заблуждение. Хотя идея очень простая: подобно тому, как от ствола дерева отходят ветки, от некоторых предковых, стержневых клеток происходят все прочие клетки организма. Вот только ствол у дерева один, а стволовых клеток бывает множество разных. То, из чего состоит семидневный зародыш, и то, что находится внутри костного мозга взрослого человека – это все стволовые клетки. Но по свойствами они совершенно непохожи друг на друга, и это приводит к роковым ошибкам: каждый из типов стволовых клеток, будучи применен неправильно, может сильно навредить пациенту.

Рисунок 1. Схематичное изображение дифференцировки стволовых клеток. Источник

Пробежимся по этим типам вкратце. Начнем как раз с зародыша: после недели развития будущий человек представляет собой рыхлую кучку клеток. Если ее отделить от оболочек и вырастить в лаборатории, получится культура эмбриональных стволовых клеток – самых могущественных, способных дать начало любым видам клеток в составе нашего тела.

Рисунок 2. Развитие зародыша и появление эмбриональных стволовых клеток. Источник

После того, как зародыш приобрел черты будущего человека, в нем появляются фетальные стволовые клетки – те, что поставляют материал в будущие ткани и органы. Их возможности сильно ограничены по сравнению с эмбриональными, они в целом аналогичны тканевым стволовым клеткам, которые можно найти в большинстве органов взрослого человека.

Наконец, во взрослом организме есть собственные стволовые клетки. Большинство из них тканеспецифичны, то есть могут производить запасные элементы только для той ткани, в которой расположены, будь это кость, мышца или стенка кишечника. Но некоторые типы клеток обладают расширенным потенциалом. Первый такой тип – это кроветворные, или гемопоэтические стволовые клетки. С ними все просто: их открыли еще в начале XX века и давно умеют пересаживать людям (ровно это происходит при донорстве костного мозга). Из них получаются разные форменные элементы крови и только они, поэтому ни у кого не возникает соблазн использовать их в других целях.

Второй тип – мезенхимные/мезенхимальные стволовые клетки (МСК). С ними все гораздо менее однозначно. Изначально их обнаруживали в красном костном мозге и жире и считали предшественниками разных соединительнотканных типов клеток: кости, жира, хряща, сухожилий и так далее. Потом оказалось, что в некоторых условиях из них можно получать мышцы и нейроглию (вспомогательные элементы нервной ткани). А еще позже выяснилось, что подобные клетки есть во множестве тканей, но сильно отличаются по свойствам. Поэтому сейчас многие гистологи считают, что как таковых МСК не существует: вместо этого в каждой ткани они выделяют свою группу стволовых элементов: например, мультипотентные мезенхимные стромальные клетки жировой ткани с некоторыми свойствами МСК.

Дьявольские детали и побочные эффекты

Со стволовыми клетками нередко связаны весьма неприятные побочные эффекты. Например, что будет, если введенные пациенту эмбриональные стволовые клетки дадут начало любым видам клеток внутри взрослой ткани?

Ответ на это дает история Джима Гэссa, незадачливого американца, который решил воспользоваться клеточной терапией для восстановления после инсульта. У него была парализована левая нога и ослабла левая рука, и чтобы вернуть им подвижность, он ездил по миру и обращался в разные клиники стволовых клеток. В одной из них ему ввели эмбриональные клетки в спинномозговой канал, где они образовали опухоль, лишив Гэсса способности передвигаться и контролировать мочеиспускание. Забегая вперед, скажем, что историй лечения эмбриональными стволовыми клетками с хорошим концом в литературе не встречаются.

Фетальные клетки, являющиеся «продуктом» развития эмбриональных, активнее делятся, поэтому клиникам проще использовать их в терапевтических целях. К сожалению, результат все равно может выйти из под контроля. Известна по меньшей мере одна такая история – о мальчике из московской больницы, которому, в попытках справиться с врожденной нейродегенеративной болезнью, вводили фетальные нервные стволовые клетки в мозг. К счастью, это не привело к параличу, но в его нервной ткани выросла опухоль из донорских клеток. На момент публикации отчета она выглядела доброкачественной, но продолжала медленно расти. Стоит ли говорить, что желаемого эффекта врачи не добились.

С более специфичными стволовыми клетками типа МСК тоже не все так просто. Хоть представления гистологов об МСК и эволюционируют, но клиническая практика за ними не успевает. То и дело можно встретить сообщения о том, что МСК пытаются использовать в разных видах терапии, и это тоже иногда кончается печально. Так, например, Scientific American рассказывал историю женщины, которая согласилась на инъекцию МСК под кожу лица (видимо, в надежде избавиться от морщин), а заработала лишнюю кость в глазу.

Подведем промежуточный итог: просто «стволовых клеток» не существует, их имеет смысл рассматривать только по отношению к конкретной ткани и органу. Поэтому рассчитывать, что они «восстановят силы организма» или «справятся со всеми болезнями» не только наивно, но и опасно.

Непохожие и неуправляемые

Но что мы делаем не так? Почему стволовые клетки, которые внутри организма человека естественным образом помогают восстанавливать повреждения, в руках врачей и незадачливых косметологов часто превращаются в опасное оружие? Все дело в том, что у любых стволовых клеток есть серьезные ограничения на применения. И если для некоторых типов стволовых клеток это означает, что нужно очень внимательно следить за тем, как и куда их вводят, то для других эти ограничения настолько сильны, что фактически не дают врачам права их использовать вообще.

1. Туморогенность. Все без исключения стволовые клетки обладают двумя свойствами: они умеют размножаться и дифференцироваться, то есть превращаться в другие типы клеток. Внутри каждого органа это регулируется сложной системой взаимодействий с соседними клетками, межклеточным веществом и сигналами из крови. Если же мы вводим клетки в орган искусственно, мы никак не можем проконтролировать, что там с ними будет происходить. Отсюда и опухоли – результат незапланированного размножения клеток, и кость в глазу – плод дифференцировки в «неправильном» направлении. Чем больше возможностей у стволовой клетки, тем выше ее туморогенность.

Именно поэтому эмбриональные и фетальные стволовые клетки едва ли когда-то будут использоваться в медицине – риски слишком высоки. К тому же, здесь вмешиваются этические соображения: чтобы эти клетки добыть необходимо разрушить или травмировать зародыш человека, а это во многих странах крайне сложно сделать законным путем. У «взрослых» стволовых клеток, например, гемопоэтических и мезенхимных, с этой точки зрения шансы на клиническое применение гораздо выше: они не настолько активно делятся, чтобы образовать опухоль, да и спектр возможных производных у них заметно уже.

2. Иммуногенность. Даже если на секунду забыть об этике, эмбриональные и фетальные стволовые клетки – это клетки другого человека, то есть в организме реципиента их производные могут вызвать иммунный ответ. Так же как вызывают, например, трансплантируемые органы. Со взрослыми стволовыми клетками, которые можно получить от самого пациента, есть другая беда: их, как правило, в организме довольно мало. И если стволовых клеток жировой ткани еще можно набрать достаточно для восстановления глубоких слоев кожи, то собственных стволовых клеток мышцы едва ли хватит на починку сердца. К тому же, в некоторых случаях собственные стволовые клетки гибнут, например, после химиотерапии, или в результате дегенеративных болезней.

Хорошим решением могло бы стать репрограммированние. Эту технологию предложили японские ученые Такахаши и Яманака в середине 2000-х годов, за что позже и получили Нобелевскую премию. Суть ее в том, что любую клетку взрослого организма можно «вернуть назад» и получить из нее аналог эмбриональной стволовой клетки – индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (ИПСК). Этот метод решил бы этические вопросы и проблему иммуногенности, ведь каждый пациент мог бы рассчитывать на собственные стволовые клетки. Правда, как показывают эксперименты на животных, даже такие клетки вызывают иммунный ответ (видимо, накапливают мутации в ходе репрограммирования). Кроме того, их сложно получить в больших количествах. Технология пока не очень эффективна, поэтому успешно репрограммируются буквально несколько процентов от исходного числа клеток.

3. Точечное введение. Даже если представить себе, что мы получили из человеческого организма достаточное количество нужных нам стволовых клеток (например, мезенхимных), которые не вызывают иммунной агрессии и не образуют опухолей, и подтвердили их свойства (как раз в случае с мезенхимными это особенно важно), это еще не означает, что все пройдет хорошо. Клетки, которые мы вводим в организм, должны каким-то образом добраться до места назначения. Безопаснее всего ввести клетки в кровь, но тогда мы не можем рассчитывать, что они не осядут в каком-нибудь случайном органе. Если же мы вводим клетки напрямую в место повреждения, то где гарантия, что они его не усугубят?

Именно это неоднократно происходило в самых разных клиниках, которые обещали лечить мезенхимальными стволовыми клетками отслоение сетчатки. Клетки вводили внутрь хрусталика, а в результате образовывались рубцы, отслоение усиливалось и пациенты теряли остатки зрения. Опасность может подстерегать даже с вроде бы понятными гемопоэтическими клетками: известны случаи, когда лечение системной красной волчанки закончилось опухолями в почками – видимо, из-за неправильного точечного введения.

4. Спорная эффективность. Наконец, даже если мы добыли стволовые клетки и нашли способ доставить их аккуратно по месту действия, нет никакой гарантии, что они это действие произведут. Здесь классическим примером может стать давний спор по поводу стволовых клеток сердца. Одно время считалось, что они существуют, и были запущены несколько клинических испытаний по лечению сердечной недостаточности. Потом, присмотревшись внимательнее, коллеги нашли у их первооткрывателя, Пьетро Анверсы, множество фальсификаций, и десятки его статей отозвали из журналов. Однако, судя по результатам доклинических испытаний, какой-то эффект разные стволовые клетки на сердце все-таки оказывают. И недавно американские ученые разобрались наконец, что происходит: судя по всему, гемопоэтические и мезенхимные стволовые клетки при введении в сердце подавляют там воспалительный процесс, и это ускоряет восстановление мышцы. Но при этом сами по себе ни стволовые клетки, ни их производные в сердечную ткань не встраиваются.

Таким образом, случаев, в которых мы точно понимаем, как действуют стволовые клетки и терапия с их участием, не так много. Строго говоря, их ровно два. Первый – это гемопоэтические стволовые клетки. Их можно пересаживать от донора (трансплантация костного мозга), и тогда они восстанавливают систему кроветворения, или же можно с помощью генной инженерии «чинить» собственные клетки пациента, если они несут какую-нибудь наследственную мутацию. При этом у пациента забирают собственные клетки, вводят в них недостающую копию гена или разрушают имеющуюся, размножают клетки и возвращают обратно. Некоторые такие методы – для борьбы с бета-талассемией и тяжелым комбинированным иммунодефицитом – уже одобрены в Европе, а в США недавно появились первые примеры пациентов, которых таким образом вылечили от серповидноклеточной анемии.

Второй случай «понятной» терапии стволовыми клетками – это методы, в которых мезенхимные стволовые клетки используют не по прямому назначению. Поскольку они снижают уровень воспаления в ткани, их применение одобрено в Канаде для профилактики осложнений после пересадки костного мозга, а в Европе – как средство от болезни Крона, воспалительной патологии кишечника.

Все остальные случаи лечения стволовыми клетками пока нельзя считать клинически эффективными.

Что можно и чего нельзя?

Клеточная терапия – относительно новое направление, поэтому в области законодательного ее регулирования во многих странах творится путаница. В России, например, закон «О биомедицинских клеточных продуктах» вступил в силу с 1 января 2017 года. Теперь каждый, кто собирается предлагать пациентам лечение стволовыми клетками, должен подтвердить качество своего продукта (включая тех, кто уже занимались этим раньше). В ноябре 2019 года на конгрессе, посвященном регенеративной медицине, было объявлено о том, что появились первые люди, которые уполномочены сертифицировать новые клеточные продукты. Соответственно, официальное коммерческое лечение стволовыми клетками (за исключением гемопоэтических, которые считаются пересадкой органа или ткани, поэтому регулируются другими законами) в России пока одобрить просто не успели.

В то же время, простой поиск в интернете выдает множество российских клиник, которые предлагают с помощью стволовых клеток (чаще всего, мезенхимных) лечить самые разные болезни: от инфарктов и инсультов до синдрома Дауна. Судя по всему, все эти терапии сейчас просто нелегальны, даже если не учитывать того, что у них нет доказанной эффективности, и того, что сложно представить себе, как они вообще могли бы действовать.

Рисунок 3. Количество клиник, предлагающих лечение стволовыми клетками, в разных странах. Источник

Некоторые такие клиники предлагают лечение стволовыми клетками за рубежом, однако важно понимать, что и в других странах есть трудности с регулированием этой области. Например, во многих странах Юго-Восточной Азии терапия стволовыми клетками регламентирована недостаточно, то есть фактически с пациентом можно сделать что угодно. Но и в странах с более строгим законодательством легко попасться на непроверенную методику: в США в 2016 году насчитали 570 клиник, применявших клеточную терапию без доказанной эффективности. Они использовали как гемопоэтические стволовые клетки, так и мезенхимные, а также эмбриональные и даже индуцированные плюрипотентные. Лечить предлагалось травмы, проблемы со зрением и кожей, диабет, импотенцию и много других патологий. Многие из таких клиник работают и по сей день, обходя закон разными способами. Одни, например, рекламируют свою терапию как «одобренную FDA» (американским аналогом Минздрава), хотя формально это не так. Другие предлагают пациентам лечение как часть клинических испытаний, но при этом стандарты проведения испытаний не соблюдают.

Есть примеры и обратной политики: в Японии, например, создание клиник регенеративной медицины не преследуется, а приветствуется, и даже приняты законы, которые облегчают одобрение клеточной терапии. Для того, чтобы клиника могла лечить стволовыми клетками, достаточно одобрения небольшой комиссии (в которую нередко входят врачи из самой клиники), а для того, чтобы продавать свою методику в другие центры по всей стране, достаточно небольшого клинического испытания. Многие ученые высказывают свои возражения и считают, что это размывает стандарты клинических испытаний во всей области, тем не менее, по подсчетам журнала Nature, более трехсот клиник в Японии предлагают так называемое «негомологичное» лечение стволовыми клетками – то есть их используют не в той ткани, откуда они были получены.

Как «приручить дракона»?

Складывается странная ситуация. С одной стороны, стволовые клетки – потенциально очень полезная вещь с широким спектром возможностей. С другой стороны, их еще не научились правильно и безопасно использовать, и большинство методов, которые сегодня предлагают клиники, непроверенные и ненадежные. И шансы на то, что они станут надежнее, невелики, поскольку проблемы с туморогенностью, иммуногенностью и управлением дифференцировкой стволовых клеток никуда не денутся.

В такой ситуации кажется, что лучшее решение– не лечить никого стволовыми клетками (кроме, разве что, гемопоэтических). Во многих случаях достаточно взять из ткани пациента нестволовые клетки, которые еще способны к делению, размножить их в лаборатории и вернуть обратно. По такому принципу действуют, например, одобренные в США методы лечения глубоких ран, восстановления хряща или разглаживания морщин. Точно так же в Европе научились из них выращивать роговицу и хрусталик (хотя последний метод еще не одобрили официально).

Если же подходящих клеток в организме пациента нет, то можно использовать производные стволовых клеток, иными словами, забирать у пациента стволовые клетки, выращивать из них участок ткани и трансплантировать обратно. Официально одобренных методов лечения, которые были бы так устроены, пока нет, но идут клинические испытания. Из индуцированных плюрипотентных клеток получают предшественники нейронов для лечения болезни Паркинсона (про эту историю мы недавно писали в дайджесте – Прим. ред), клетки поджелудочной железы – для компенсации диабета, пигментный эпителий – для восстановления сетчатки, и лимфоциты – для борьбы с лейкозом. Глядя на этот список, мы можем надеяться, что стволовые клетки однажды сослужат нам службу – но не скоро, не напрямую, и с большими предосторожностями.

Автор: Полина Лосева, биолог, научный журналист, автор книги «Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться».

Подпишитесь на «Медфронт» в соц.сетях: Facebook, Вконтакте, Telegram, Instagram

Источник