Стволовые клетки: история и теория
Ученые знакомы с термином «стволовые клетки» давно: впервые он был использован русским ученым Александром Максимовым на съезде Гематологического общества в Берлине. Тем не менее, человечество лишь недавно осознало их значение и огромный потенциал: в 1998 г. американские исследователи Д. Томсон и Д. Герхарт изолировали самоподдерживающиеся эмбриональные стволовые клетки человека, а уже в 1999 году журнал «Сайенс» признал это открытие третьим по значимости событием в биологии (после расшифровки спирали ДНК и реализации программы «Геном человека»).
Что же такое стволовые клетки? Это универсальные клетки организма, способные при определенных условиях развиться в любой вид ткани и образовать любой орган: печень, почки, сердце, мозг. Обычные клетки живых организмов специализированы, поскольку выполняют определенные функции: клетки костной ткани формируют скелет, клетки крови отвечают за иммунитет и разносят кислород, нервные клетки проводят электрический импульс и т. д. А стволовая клетка столь «юна», что ещё не включила механизмы, определяющие её специализацию. Поэтому можно сказать, что индивидуум не является «собственником» бессмертных стволовых клеток, но лишь их временным носителем, транзитом передающим их из поколения в поколение.
Современные исследования доказывают, что стволовые клетки, попадая на поврежденные участки различных органов, превращаются именно в клетки того типа, который необходим, чтобы залечить повреждение. В пораженном инфарктом сердце они преобразуются в клетки сердечной мышцы - кардиомиоциты, в пораженном инсультом головном мозге - в нейроны и глиальные клетки. Также стволовые клетки могут превращаться в клетки печени, костного мозга и т. д.
Эти выводы заложили основу клеточной терапии - лечения с помощью стволовых клеток и тканей, а также биологически активных веществ, выделяемых ими. Для лечения можно использовать стволовые клетки самого больного, выделенные из его костного мозга и размноженные в культуре. Но доля стволовых клеток в тканях взрослого организма очень мала, что сильно ограничивает наши внутренние возможности регенерации. Если у новорожденного в костном мозге на 10 тысяч кроветворных клеток приходится одна стволовая клетка, то у подростка стволовых клеток уже в 10 раз меньше. К пятидесяти годам одна стволовая клетка приходится на полмиллиона обычных, а в 70 лет отбирать пробу костного мозга просто бессмысленно: это соотношение уменьшается до одной на миллион.
К счастью, стволовые клетки могут быть внесены в организм искусственно. Попадая в организм пациента, они продолжают жить, делиться, выделять активные вещества в течение длительного времени, а часто на протяжении многих лет. Продолжительность их жизни в организме зависит от состояния здоровья и тяжести заболевания. Физиологический потенциал у клеток велик, расходуется он индивидуально, в соответствии с внутренними потребностями человека.
Неспецифичность стволовых клеток объясняет физиологическую безопасность клеточной терапии для пациента. При введении клеток во взрослый организм и приживление их среди стареющих и патологически изменённых клеток этого организма создаётся неповторимая ситуация - на клетки и органы взрослого организма начинают постоянно действовать мощные факторы развития и обновления, характерные только для эмбрионального периода.
В настоящее время список заболеваний, для лечения которых успешно применяют стволовые клетки, весьма велик: от патологий аутоимунного и онкологического характера до болезней сердечно-сосудистой системы, головного мозга, желудочно-кишечного тракта и репродуктивных органов. В области эстетической медицины препараты со стволовыми клетками дают хороший эффект при лечении акне, алопеции, ожоговых поражений, в восстановительной терапии после пилингов и пластических операций. Кроме того, использование препаратов стволовых клеток крайне перспективно в контексте общей ревитализации организма и коррекции возрастных изменений.
Стволовые клетки против старения
Применение клеточных технологий позволяет компенсировать возрастные изменения. Попадая в дерму, препарат стволовых клеток стимулирует синтез коллагеновых и эластических волокон и укрепление каркаса дермы, восстановление микроциркуляции, усиление обменных процессов и кровообращения. Привнесенные извне фибробласты способствуют исчезновению морщин и обновлению кожи. Происходящие в коже структурные изменения отражаются на ее внешнем виде: восстанавливается здоровый цвет, повышается тургор и эластичность, разглаживаются мелкие морщинки, глубина средних и глубоких морщин уменьшается, кожа становится бархатистой на ощупь, исчезают сухость и шелушение.
При введении препарат стволовых клеток играет роль имплантата, восполняющего существующий в области морщины дефицит ткани. Объясняется это тем, что, стимулируя деление клеток и образование новых коллагеновых волокон, препарат вызывает постепенное замещение недостатка. Поскольку препарат является живой культурой, процесс регенерации кожи и разглаживания морщин происходит естественным образом.
Клиническое применение препарата стволовых клеток
В нашей практике применяется препарат «Культура диплоидных клеток человека для заместительной терапии» - штамм ЛЭЧ-4(81), сертифицированный Минздравом России (Регистрационное удостоверение Р №001402/01 2002) и являющийся первым в стране лечебным средством для клеточной терапии. Он представляет собой взвесь живых эмбриональных фибробластов человека, лишенных антигенов гистосовместимости, выращиваемых in vitro в специальной питательной среде.
Выращенные таким образом клетки резко ускоряют механизм регенерации кожи за счет вырабатываемых ими определенных факторов роста (эпидермального фактора роста, фактора роста кератиноцитов, основного фактора роста фибробластов и др.).
В ходе исследований, проведенных в 2002 году на базе клиники «Версаль» (Екатеринбург), осуществлялась сравнительная оценка эффективности различных способов введения препарата и разрабатывались оптимальные методики его использования в косметологии. В ходе экспериментов было установлено, что препараты стволовых клеток могут применяться как в форме инъекций (для мезотерапии), так и наружно в виде лечебных повязок. С целью коррекции возрастных изменений 0,5-2 мл препарата вводилось инъекционно внутрикожно по ходу морщины (после предварительного обезболивания). Предпочтительным был признан тоннельный метод введения. Как правило, было достаточно 1-2 инъекций для коррекции глубоких морщин и одной инъекции для устранения мелких морщин.
Комплексное омоложение как новая косметологическая стратегия
Сегодня геронтологи и специалисты эстетической медицины признают, что невозможно убрать симптомы старения, используя лишь внешние и частные средства – необходимо кардинально воздействовать на системы саморегуляции организма, чтобы замедлить, а то и повернуть вспять «биологические часы». Использование стволовых клеток с целью ревитализации (омоложения) полезно, когда возраст начинает брать свое - ближе к сорока годам. В общем случае омолаживающее лечение рекомендуется при снижении интеллектуальных и физических возможностей, общей утомляемости, при снижении аппетита и работоспособности, при бессоннице, мигренях и других возрастных недугах второй половины жизни.
Обсуждая сроки действия клеточных препаратов, можно говорить о двух главных взаимодополняющих эффектах: временная стимуляция иммунной системы, которая начинается с момента инъекции стволовых клеток, и долгосрочная активация ресурсов организма за счет использования веществ, регулирующих клеточный метаболизм. После курса омоложения положительный эффект можно наблюдать более года. Для ревитализации применение клеточных технологий обосновано приблизительно 1 раз в два года.
Перспективы клеточной косметологии
Исследованный нами препарат живых стволовых клеток имеет ограниченный срок жизни – не более пяти суток. Это накладывает серьезные ограничения на его широкое применение. Тем не менее, преимущества терапии стволовыми клетками очевидны, а результаты очень весомы. Поэтому не подлежит сомнению целесообразность создания инфраструктуры производства и практического применения этих препаратов.
Даже погибая, стволовые клетки остаются ценным косметическим сырьем за счет содержания в них продуктов клеточной жизнедеятельности. Косметические средства на их основе могут оказывать выраженное стимулирующее действие на кожу (хотя оно выражено слабее, чем при использовании живых клеток). При этом препараты погибших клеток не требуют жестких условий хранения, что делает их существенно дешевле и проще в использовании. Сейчас под маркой Института биологической медицины готовится производство таких средств, нацеленных на решение различных косметологических проблем.
Моральные аспекты и проблемы безопасности применения
Большинство органопрепаратов, представленных на медицинском рынке, производится из органов и тканей высших животных (ксенопрепаратов). Результаты их применения менее заметны по сравнению с препаратами на основе клеток человека. Тем не менее, очевидны те этические сложности, которые возникают в последнем случае. Метод получения препарата, применяемого нами, не дает повода для осуждений такого рода. Исходным материалом для получения клеточного штамма послужила проба пуповинной крови, взятая больше десятилетия назад. С тех пор на протяжении многих лет культура клеток выращивается in vitro, что позволяет обеспечить высокую бактериологическую и вирусологическую чистоту и малую вероятность аллергических реакций. Каждая партия проходит строгий технологический контроль, исключающий риск переноса инфекций.
Ирина Горелова, зам. главного врача Института биологической медицины (Москва)
