Новые технологии

КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ

Клинические исследования трансплантации стволовых клеток больным рассеянным склерозом были проведены в Европе, Соединенных Штатах и России. В этих исследованиях изучались преимущества трансплантации гемопоэтических (клетки, из которых затем формируются различные клетки крови) стволовых клеток, полученных из костного мозга или крови участников, т.е., аутотрансплантации стволовых клеток взрослого организма (собственных стволовых клеток пациента).

Эти исследования были начаты после того, как было замечено, что у нескольких пациентов, больных РС, у которых развилась лейкемия (рак крови), лечение рака с помощью стволовых клеток, привело к улучшениям со стороны нервной системы. Ученые предположили, что если путем химиотерапии и облучения ликвидировать аутоагрессивные клетки (такие как Т-лимфоциты), которые повреждают миелин, а потом путем трансплантации стволовых клеток «вырастить» новый, не аутоагрессивный (ауторезистентный) клон этих клеток, то в дальнейшем можно ожидать приостановление патологических процессов демиелинизации.

Теоретической основой для разработки обсуждаемого метода лечения стали эксперименты, продемонстрировавшие, что при рассеянном склерозе стволовая полипотентная клетка генетически стабильна, а аутореактивный клон Т-лимфоцитов образуется на более низком уровне клеточной дифференцировки. Поэтому, путем использования иммуноаблативной терапии с последующей трансплантацией костного мозга или периферических стволовых кроветворных клеток, можно радикально очистить от патологического клона Т-лимфоцитов лимфатическую систему, а затем восстановить нормальную иммунную систему.

Сделан вывод о высокой эффективности применения аутологичной трансплантации стволовых кроветворных клеток при рассеянном склерозе и ее положительном влиянии на параметры качества жизни пациентов. В результате исследований было установлено, что трансплантация стволовых клеток приводит к восстановлению многих процессов, а в частности, многие из них имеют потенциал для регенерации миелина, модуляции иммунного воздействия.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Всего в человеческом организме более 200 типов специализированных клеток. На самых ранних стадиях развития эмбриона клетки не специализированы. Они получили название стволовых, так как расположены в основании воображаемого ствола генеалогического древа клеток, которое венчает крона из различных специализированных клеток.

Существование стволовых клеток (Здесь и далее использован обзор д. б. н.: В. Терских, А. Васильева, Н. Мезен, З. Квачева, Л. Сычик) в некоторых тканях сначала было предсказано теоретически. Вильсон (Е. В. Wilson, 1896) еще в первом издании своей книги “Клетка в развитии и наследственности” предположил существование стволовых клеток, обеспечивающих поддержание сперматогенеза. А.А. Максимов в 1908 г. постулировал существование стволовой кроветворной клетки.

Исследования в области стволовых клеток крови активно развивались с начала 50-х годов. Изучение кинетики клеточных популяций в быстро обновляющихся тканях, таких как кровь, эпителий кишечника, эпидермис, показало, что в них происходит очень быстрая смена дифференцированных клеток.

Так, в процессе гемопоэза у человека ежечасно продуцируется, и, следовательно, разрушается 1 миллиард эритроцитов и 100 миллионов лейкоцитов. Такое количество специализированных клеток, естественно, может быть обеспечено только за счет пролиферации некоторого числа самоподдерживающихся клеток, которые стали рассматривать как стволовые.

Основные элементы концепции стволовых клеток были разработаны при изучении системы гемопоэза и в дальнейшем распространены на другие быстро обновляющиеся ткани, в частности эпидермис. В последнее время появились сообщения о том, что стволовые клетки присутствуют и в таких органах как центральная нервная система, где ранее их существование не предполагали.

Поведение и характерные черты стволовых клеток во многом зависят от физиологических особенностей тех тканей, в которых они находятся. Самое существенное свойство стволовых клеток заключается в том, что они могут самоподдерживаться в течение длительного времени и при этом производить дифференцированные клетки, которые выполняют в организме специфические функции.

Биологическая значимость стволовых клеток заключается в том, что они играют ведущую роль в организации многоклеточных организмов и являются центральным элементом структурно-функциональных единиц тканей и органов. По мнению Вейсмана, стволовые клетки - это не только единицы организации ткани, ответственные за развитие и поддержание гомеостаза и регенерацию тканей и органов, но и единицы эволюции.

Пролиферативный потенциал стволовых клеток в обновляющихся тканях очень велик и продолжительность жизни популяции стволовых клеток может значительно превосходить продолжительность жизни организма, что было показано путем последовательного пассирования гемопоэтических стволовых клеток мышам, получившим летальную дозу облучения. Такие же данные существуют для стволовых клеток кожи.

Так, у лабораторных мышей, продолжительность жизни которых достигает 3 лет, эпидермальные стволовые клетки делятся за этот период времени около 100 раз. Крон показал, что можно серийно трансплантировать до 5 раз кожные лоскуты молодым животным, общая продолжительность жизни этих лоскутов составляла от 4,5 до 5 лет, причем в конце экспериментов состояние лоскутов было еще вполне удовлетворительным. Эти данные позволяют считать, что продолжительность жизни стволовых клеток эпидермиса может быть значительно больше, чем продолжительность жизни организма в целом.

Имеются данные, согласно которым с возрастом число стволовых клеток у людей уменьшается, но все еще остается на достаточно высоком уровне. В то же время продолжительность жизни отдельных стволовых клеток может быть ограниченной. Некоторые стволовые клетки функционируют только в определенном временном интервале. К их числу можно отнести эмбриональные и фетальные стволовые гемопоэтические клетки.

Герминативные стволовые клетки в яичниках млекопитающих самоподдерживаются во время эмбриогенеза, и уже к моменту рождения продукция ооцитов заканчивается. Таким образом, не все стволовые клетки, образовавшиеся в эмбриональном периоде развития, сохраняются во взрослом организме. Поведение стволовых клеток во многом определяется свойствами тех тканей, в которых они находятся и которые они поддерживают.

В отличие от обычных клеток, выполняющих строго определенные функции в организме, СК обладают возможностью приобретения в ходе развития специализации. Они — универсальный строительный материал, из которого при умелом генетическом манипулировании и соответствующем функциональном и анатомическом окружении воспроизводятся необходимые клетки, от нейронов мозга, до клеток тканей, выстилающих кишечник.

Необратимое преобразование изначально однородных эмбриональных клеток в специализированные, образующие ткани и органы, называется дифференцировкой.

Таким образом, СК — это клетки, способные к широкой специализации и сохраняющие эту способность специализироваться в течение длительного времени.

Обычно считается, что стволовые клетки обладают "неограниченной" способностью к самоподдержанию, то есть могут сохранять свойства и пролиферативный потенциал на протяжении всей жизни организма. Однако в быстро обновляющихся тканях существует сложная структура клеточной популяции, в которой представлены:

  • стволовые клетки, различающиеся по величине пролиферативного потенциала;
  • транзиторные;
  • дифференцированные клетки.

Например, стволовые клетки крови можно подразделить на долгоживущие, способные к неограниченному самовоспроизведению, и короткоживущие, размножающиеся в течение ограниченного периода времени. Долгоживущие гемопоэтические клетки самовоспроизводятся на протяжении всей жизни организма, тогда как короткоживущие сохраняют свой пролиферативный потенциал около 8 недель.

Изучение судьбы радиоактивно меченных кератиноцитов в эпидермисе мыши показывает достаточно быстрое исчезновение метки из тканей, что говорит о высокой пролиферативной активности клеток. Однако некоторое число меченых кератиноцитов может сохраняться в состоянии покоя в течение нескольких месяцев. В волосяных фолликулах также присутствуют стволовые эпидермальные клетки, которые могут длительное время находиться в состоянии покоя. Длительное сохранение метки (то есть пребывание клетки в состоянии покоя) рассматривают как один из характерных признаков стволовых клеток.

Разработка методов культивирования in vitro позволяет определить способность отдельных кератиноцитов образовывать клоны, состоящие из потомков этих клеток, и использовать этот показатель для выявления стволовых (клоногенных) клеток. Баррандон и Грин изучили способность кератиноцитов разного размера образовывать клоны в культуре клеток.

Было выявлено, что мелкие кератиноциты дают начало клонам с большой частотой, более крупные клетки дают клоны с меньшей частотой, и, наконец, еще более крупные клетки никогда не образуют клоны. Кератиноциты, выделенные из эпидермиса, могут образовывать клоны, если их диаметр меньше 11 мкм, но они уже необратимо комитированы к дифференциации (запрограммированы), если их диаметр составляет 12 мкм или более. Изучение культур кератиноцитов также показало значительную гетерогенность их популяции.

Баррандон и Грин установили, что кератиноциты человека, выделенные из эпидермиса, могут образовывать клоны, которые морфологически гетерогенны, значительно различаются по пролиферативному потенциалу и могут быть подразделены на три группы. Голо-клоны (holo - полный) образованы мелкими округлыми базальными клетками, они имеют максимальную способность к пролиферации: за 12 дней они производят от 20 до 50 тыс. клеток. В целом, голоклоны могут проходить до 100 генераций.

Параклоны (para - около) содержат исключительно клетки с низким пролиферативным потенциалом: они проходят не более 15 генераций, после чего переходят к терминальной дифференциации. И, наконец, мероклоны (mero - часть) содержат клетки с разным пролиферативным потенциалом и представляют собой промежуточную стадию между голоклонами и параклонами. Считается, что голоклоны образованы стволовыми клетками. Можно также предположить, что мероклоны образованы короткоживущими стволовыми и транзиторными клетками.


Категория: Захаров. Лечение сд1 у детей | Добавил: Администратор (20.01.2016)
Просмотров: 552 | Рейтинг: 3.3/3
Всего комментариев: 0