Какие болезни можно вылечить на клеточном уровне
Рецепт в клеточку
Екатерина Пичугина, «Московский Комсомолец», 11.08.2012
Возможностям использования клеточных технологий в медицине сегодня уделяют большое внимание во всем мире. И если пока официальное применение тех же стволовых клеток в России ограничивается в основном лечением злокачественных заболеваний крови и ожогов, вот-вот наступят времена, когда клетками будут лечить множество болезней.
К примеру, недавно у нас в стране одобрили методику использования стволовых клеток жира («отходов» липосакции) для подтяжки лица и увеличения объема груди, тогда как в Америке ее же готовы применять даже для лечения диабетической стопы и инфарктов.
О новых достижениях клеточной терапии обозревателю «МК» рассказали известные мировые ученые во время прошедшего в столице международного симпозиума «Актуальные вопросы генных и клеточных технологий».
Стволовые клетки победят ВИЧ?
Случай, произошедший несколько лет назад в берлинской клинике Шарите, дал ученым надежду на то, что смертельно опасную болезнь можно победить с помощью клеточных технологий. Это обнаружилось случайно. Пациента с диагнозом ВИЧ лечили от другого, тоже имеющегося у него страшного заболевания – лейкоза (рака крови). В таких случаях врачи нередко делают пересадку костного мозга. Мужчине пересадили гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки, в которых оказался мутирован ген CCR5 (такое есть у 5% населения Земли). Обнаружилось, что у клеток с такой мутацией нет рецептора, который обеспечивает проникновение вируса иммунодефицита внутрь лимфоцитов. Итог: помимо того, что у пациента восстановилось кроветворение (что и должно было произойти), он неожиданно... освободился от ВИЧ. Как говорят медики, «вирус лишился субстрата для паразитирования, что проявилось клиническим выздоровлением».
И вот сейчас ведутся серьезные исследования в области возможности лечения вируса иммунодефицита с помощью стволовых клеток с мутацией в гене ССR-5. Однако людей с естественной мутацией, препятствующей заражению ВИЧ, очень мало, и их донорский потенциал весьма ограничен. Что делать?
У немецкого профессора Акселя Цандера возникла идея генетической модификации кроветворных стволовых клеток костного мозга и пуповинной крови. В донорские клетки можно встраивать мутантный ген, а итог тот же самый: ВИЧ теряет возможность проникать внутрь этих клеток. Такой подход открывает фантастические перспективы в лечении СПИДа. Клинические исследования этого метода идут с 2009 года в немецкой клинике Эппендорф под руководством профессора Цандера.
– Профессор Цандер – очень серьезный врач и исследователь, а работа, которой он сейчас занимается, крайне интересна, – считает член-корреспондент РАМН, профессор Александр Румянцев. – Если этот подход покажет свою результативность, он может стать весьма перспективным для современного лечения пациентов с ВИЧ.
Тело – в дело
Раньше рассказы о том, что откачанным, простите, из попы жиром можно бороться с морщинами на лице или наращивать грудь, казались анекдотичными. Теперь они превратились в рядовую реальность. О том, как остающиеся после липосакции стволовые клетки жировой ткани использовать во благо человечества, обозревателю «МК» рассказал один из разработчиков технологии, известный доктор, глава американской компании Cytori Therapeutiс Марк Хедрик. С 1998 до 2005 года он руководил лабораторией регенеративной биоинженерии отделения хирургии в Лос-Анджелесе. На гениальное изобретение его, пластического хирурга, натолкнула страсть к безотходному производству: «Было просто обидно выкидывать остающийся после липосакций жир, и мы начали думать, как его использовать, – говорит профессор Хедрик. – Подробное исследование стволовых клеток жировой ткани перевернуло мое представление о жире: ведь жировая ткань обладает уникальными свойствами, которые могут быть востребованы в самых разных областях медицины! К тому же полученные из нее стволовые клетки не нужно выращивать – их можно использовать сразу же, пока они свежие». Так, из 120 мл жира получается 5 мл обработанных ценных стволовых клеток; это в 2,5 раза больше, чем из такого же количества костного мозга.
Итогом 10-летних исследований профессора стала разработка специального оборудования, позволяющего прямо в процессе липосакции получать клеточные популяции, которые можно использовать немедленно. Сегодня они применяются для т. н. липофилинга – коррекции косметических дефектов лица и тела, омоложения и создания новых контуров с помощью инъекций собственной жировой ткани, обогащенной стволовыми клетками. Кроме того, технологию применяют для увеличения или коррекции груди – и заметьте, для этого не требуется никаких силиконовых имплантатов, при этом «новая грудь» из жира приживается значительно лучше. К тому же пациенту могут одновременно проводить липосакцию жира с бедер и увеличивать грудь. Сегодня такие аппараты есть в 250 клиниках по всему миру, недавно они появились и в России (в т. ч. в клинике Бурназяна).
Как отмечает директор Института стволовых клеток человека Артур Исаев, «разработка методик аппаратного выделения клеток – один из трендов развития современных клеточных технологий. Данный подход снимает проблемы с доставкой материала в отдаленную лабораторию, его стерильностью и позволяет уменьшить количество визитов пациента в клинику. В течение 2–3 часов в операционной можно произвести пациенту липосакцию, выделить жировые клетки и стволовые клетки жировой ткани и сразу использовать жировой трансплантат для реконструктивных операций. Именно за такими технологиями – будущее».
Сейчас профессор Хедрик проводит клинические испытания использования стволовых клеток жировой ткани в лечении сердечнососудистых заболеваний, стрессового недержания мочи, заболеваний желудочно-кишечного тракта, терапии дегенеративных процессов межпозвоночных дисков, а также для заживления ран. Ведь эти клетки обладают регенерирующими – заживляющими и восстанавливающими ткань – свойствами. «Эта методика уже находит применение в реконструктивной хирургии и лечении различного рода повреждений мягких и твердых тканей; ее начинают использовать и для восстановления сосудов и лечения диабетической стопы», – поделился г-н Хедрик с «МК».
От генетических заболеваний спасут трое родителей
Шухрат Миталипов – наш соотечественник, ныне живущий в США – сегодня стал одним из ведущих эмбриологов нашей планеты. В 2007 году он проснулся знаменитым после осуществления первого в мире терапевтического клонирования примата (самца макаки). Через два года он объявил о разработке новой методики лечения генетических заболеваний путем замены «испорченных» генов в яйцеклетках. Пока она исследована лишь на приматах, но буквально несколько лет – и люди могут получить новый шанс на спасение от смертельно опасных генетических болезней. Сейчас Миталипов руководит орегонской лабораторий Division of Reproductive Sciences.
Изобретенная им технология предусматривает лечение генетических заболеваний еще до рождения, на клеточном уровне. «Дефектные гены, содержащие болезнь, передаются ребенку через половые клетки родителей – сперму и яйцеклетку. Наша идея – исправить „испорченные“ гены и при искусственном оплодотворении получить абсолютно здорового ребенка, который сам в будущем принесет здоровое потомство. Идея вроде проста, но до сих пор ученые не представляли, как ее можно реализовать и как „починить“ ген с болезнью в отдельно взятой клетке», – рассказал Миталипов «МК». По словам ученого, часть генетических болезней (точнее, 250 синдромов) хранятся в генах клеточных митохондрий. В основном речь идет о наследственных нервно-мышечных патологиях. Если заменить в яйцеклетке дефектный ген на здоровый донорский, ребенок будет избавлен от генетических заболеваний. По расчетам Миталипова, первый ребенок, которому удастся «починить» таким образом дефектный ген, родится уже года через три. «Когда-то мне говорили, что то, что мы делаем, просто невозможно и неосуществимо. Я доказал обратное. Наука развивается семимильными шагами, поэтому, думаю, скоро наша технология позволит матерям, имеющим большой риск передачи по наследству митохондриальных мутаций, иметь здоровых детей», – говорит ученый.
...Использование клеточных технологий для лечения наследственных заболеваний волнует и известного японского ученого Митсуо Ошимура. Директор японского Центра конструирования хромосом представил вниманию российских ученых технологию создания и использования искусственных хромосом человека и стволовых клеток для терапии редких болезней. Правда, пока об ее достижениях говорят лишь эксперименты на мышах, но ученого это обнадеживает.
В прошлом году профессор Ошимура опубликовал результаты работы, впервые описавшей возможность использования искусственных хромосом для лечения миодистрофии Дюшена (болезни, при которой атрофируются мышечные ткани). Болезнь обусловлена мутацией гена, ответственного за синтез белка дистрофина, необходимого для нормального функционирования мышечного аппарата. Практически всегда жертвами этого заболевания становятся мальчики, которым не удается дожить до 25 лет.
Проведенные Ошимурой исследования на мышах показали, что генная терапия с использованием искусственных хромосом позволяет нормализовать работу мускулатуры животных. Суть: в лабораторных условиях создается искусственная хромосома с фрагментом ДНК без мутации. Ее помещают в стволовую клетку, которая выступает как транспортное средство для корректирующего гена. В процессе последующего культивирования получаются клетки, трансплантацией которых можно восстановить органы и ткани, чья работа нарушена наследственными заболеваниями. Специалисты считают технологию очень перспективной, поскольку с ее помощью в клетки можно вводить большое количество ДНК, не разрушая при этом существующий геном.
– Искусственные хромосомы человека могут иметь огромную практическую значимость для лечения широкого ряда заболеваний, в том числе наследственных. Основными преимуществами искусственных хромосом являются практически неограниченная емкость, а также возможность контролируемого удаления этих хромосом из клеток. Наиболее удобным средством переноса искусственных хромосом в организм пациента являются стволовые клетки, – говорит член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН Алексей Томилин.
Сам же Ошимура сказал обозревателю «МК», что широкое применение его изобретение получит не раньше, чем через 10 лет – сначала надо доказать его полную безопасность.
Выращивание донорских органов – не за горами
Итальянский профессор Паоло Маккиарини, руководитель отделения регенеративной хирургии и биотрансплантации университетской клиники Флоренции, профессор регенеративной хирургии Каролинского института в Стокгольме, четыре года назад впервые в мире пересадил тканеинженерную трахею пациентке с диагнозом «рак трахеи». Орган был изготовлен в специальном биореакторе на основе искусственного каркаса, в который пересадили собственные стволовые клетки пациентки (костного мозга и слизистой носа). В 2009 году такую же трахею «вырастили» уже внутри тела пациента, без использования биореактора. К 2010 году в Западной Европе было выполнено 9 подобных операций. В этом же году операция по трансплантации трахеи с использованием методов регенеративной медицины впервые проведена и в России в Научном центре академика Б. В. Петровского (ее выполнял сам Паоло Маккиарини).
Теперь профессор Маккиарини мечтает о создании технологии выращивания органов на основе регенеративной медицины. Он уже трудится над созданием биоинженерных пищевода, печени, легких, сердца, поджелудочной железы. «Это открывает широчайшие возможности для трансплантологов, поскольку для подобных операций не нужны донорские органы, снимаются многие этические вопросы, операция становится более доступной», – говорит итальянский профессор.
В этом году Паоло Маккиарини стал одним из 39 победителей мегагранта Правительства РФ по привлечению ведущих ученых в российские вузы. Он возглавил создание на базе Кубанского государственного медуниверситета и краевой клинической больницы первого в России исследовательского, образовательного и клинического центра регенеративной медицины, в котором будут проводиться исследования, посвященные регенерации дыхательных путей и легкого. Кроме того, в 2012 году впервые проведены в России уже две трансплантации трахеи, созданных на основе нанокомпозитного каркаса с использованием собственных клеток пациента.
...По поводу возможности выращивания человеческого мозга из стволовых клеток профессор Маккиарини не уверен, о чем заявил в интервью «МК»: «Не стоит ожидать, что завтра мы создадим полноценный мозг, – это невозможно ни технически, ни этически. Однако мы сможем выращивать некоторые сегменты мозга с целью восстановления его функции, что поможет в борьбе с болезнью Паркинсона, некоторыми неврологическими заболеваниями».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
13.08.2012