Клеточные технологии с применением пуповинной крови в терапии неизлечимых заболеваний

Несмотря на значительные достижения современной медицины, еще остается большой перечень заболеваний, течение которых можно контролировать только частично, без возможности их полного излечения. И как ни странно, именно в эру глобальной технификации дальнейшее развитие медицины, направленное прежде всего на борьбу с раком и СПИДом, сахарным диабетом (СД), болезнью Альцгеймера, рассеянным склерозом, тяжелыми анатомическими аномалиями, ученые однозначно связывают с неограниченным терапевтическим потенциалом самого организма больного, а именно с его собственными стволовыми клетками. Установлено, что после соответствующей обработки стволовые клетки могут приобретать свойства уникальных лекарственных средств, способных атаковать как злокачественные клетки, так и ВИЧ или же дифференцироваться в структуры нервной, сердечной и других тканей.
Выдающийся российский кардиохирург Лео Бокерия писал: «Возможности традиционной медицины «подошли к потолку», происходит только усовершенствование отдельных лекарственных средств и аппаратуры, ничего революционного традиционные методы лечения больше дать не могут. С этой точки зрения появление клеточных технологий не вызывает никакого сомнения…». Доказательством перспективности данного направления является также тот факт, что ведущие фармацевтические концерны начали инвестирование в биотехнологии, понимая, что именно они со временем вытеснят с рынка фармпрепараты.

Стволовые клетки – метод излечения заболеваний или причина их возникновения?

Учитывая развитие биотехнологий в последние годы, все большее внимание врачей, особенно акушеров-гинекологов, привлекает заготовка пуповинной крови как важного источника уникальных популяций стволовых клеток. Однако совсем недавно в средствах массовой информации прокатилась волна сообщений о внезапной смерти известных людей после проведения процедуры омоложения стволовыми клетками. Неподтвержденные данные СМИ тут же связали с возникновением быстро прогрессирующих форм рака. Это вызвало неуверенность в безопасности применения стволовых клеток и целесообразности сохранения пуповинной крови как важного источника стволовых клеток, в чем медицинская общественность развитых стран мира не сомневается уже более 20 лет. Ведь почему-то даже некоторые врачи, услышав термин «стволовые клетки», предполагают, что речь идет исключительно об эмбриональных стволовых клетках. При этом забывают, что стволовых клеток существует порядка 100 различных видов. Все они обладают разными свойствами и имеют различные названия: гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), мезенхимальные стволовые клетки, ангиобласты, фибробласты и пр. Получают их также из различных источников: из периферической крови взрослого, пуповинной крови, костного мозга, жировой ткани, пульпы зубов и даже из грудного молока и менструальной крови. Наибольшее практическое значение в медицине получили ГСК, которые уже более 50 лет применяют для лечения лейкозов. Ведь общеизвестная операция по трансплантации костного мозга – это не что иное, как внутривенное введение пациенту ГСК, источником получения которых все чаще и чаще выступает пуповинная кровь. И за все это время в доступной литературе не появилось ни одного сообщения о том, что трансплантация костного мозга привела к злокачественному новообразованию.
Что же касается эмбриональных стволовых клеток, то действительно при их применении в силу их незрелости существует угроза злокачественной трансформации. Кроме того, ученые и медицинские специалисты до сих пор не пришли к единому мнению относительно этичности получения эмбриональных стволовых клеток. Следует отметить, что исследования стволовых клеток взрослых, к которым относят и стволовые клетки пуповинной крови, поддерживает даже Ватикан, выделив 2 млрд евро университету в Мэриленде (США) на проект по изучению эффективности стволовых клеток в лечении заболеваний пищеварительной системы.
На сегодняшний день в мире выполнено около 20 тыс. трансплантаций пуповинной крови, которая согласно мировой статистике составляет до 20% от всех источников ГСК (в 2007 г. в Сингапуре таковая составила 45%).

Клеточные технологии в лечении СД

Распространенность СД составляет около 4-5% среди всей популяции, а у лиц старше 65 лет – 10-15% и удваивается через каждые 10-15 лет. Многие эндокринологи считают, что заболеваемость СД уже сегодня имеет характер пандемии. В Украине количество таких больных достигает 5 млн.
Заболеваемость СД носит семейный характер, и риск развития СД 2-го типа составляет 40%, если им болел кто-то из близких родственников. Причем установлено, что если в семье СД страдает отец, вероятность заболевания ребенка достигает 50%, если мать – 35%. Эффективных методов лечения этого заболевания не существует. Современным и многообещающим подходом к лечению СД является клеточная терапия. С этой целью исследуют галогенные и ксеногенные культуры клеток островков Лангерханса, стволовые клетки костного мозга и пуповинной крови. Регенеративная терапия панкреатических β-клеток может сочетаться с другими терапевтическими направлениями, включающими трансплантацию панкреатических островков, клеточную, генную и медикаментозную терапию, а также неогенез (Yamaoka T., 2003).
Трансатлантическая группа исследователей, которую возглавляют ученые Колин МакГукин из Центра пуповинной крови университета Ньюкасла (Великобритания) и Ларри Деннер из Техасского университета (США), из стволовых клеток пуповинной крови вырастила человеческую ткань, продуцирующую инсулин. «Успех этой работы показывает важность развития клеточных технологий в глобальном масштабе. Это дополнительный шаг навстречу больным диабетом, – отметил профессор МакГукин. – Сахарный диабет может стать одним из заболеваний, которые успешно лечатся клеточными технологиями».
В свою очередь, ученые Флоридского университета впервые доказали, что внутривенное введение собственной пуповинной крови приводит к снижению потребности в инсулине у детей, больных СД, а также улучшает функциональные показатели иммунной системы.
Такое же исследование проходило в Северо-западном университете в Чикаго (США) под руководством Ричарда К. Бурта с участием 23 пациентов в возрасте от 13 до 31 года с впервые выявленным СД. Всем больным провели трансплантацию ГСК, и на протяжении 19 мес они не принимали инсулин. У некоторых пациентов этот период длился до 3 лет.
Кардинально новый подход к лечению СД был представлен в марте 2010 г. в Вене на ежегодной конференции Европейской ассоциации по трансплантации крови и костного мозга. Он заключался в применении химиотерапии для угнетения аутоиммунного ответа, направленного против β-клеток инсулярного аппарата поджелудочной железы и последующей трансплантации аутологичных ГСК (Snarski E., Torosian T., 2010). Однако такое лечение целесообразно только в первые месяцы после выявления СД 1-го типа. Подобное исследование проводим в Бразилии, где и было установлено, что 14 пациентов из 21 после иммунобиологической терапии ГСК до 4 лет обходились без инсулина. Такое же лечение получили восемь пациентов в Польше, которые после этого не нуждались в инсулине от 6 до 60 дней. Больным также проводили плазмаферез и назначали антитимоцитарный глобулин (Snarski E., Torosian T., 2010). С целью лечения СД также изучается возможность пересадки клеток панкреатических островков в костный мозг (Piemonti L., Cantarelli E., 2010).
В 2008 г. в Украине была защищена кандидатская диссертация «Влияние трансплантации культур клеток поджелудочной железы и стволовых клеток на патогенез экспериментального сахарного диабета», выполненная О.В. Селезневой в Донецком национальном медицинском университете им. Максима Горького и Институте неотложной и восстановительной хирургии АМН Украины им. В.К. Гусака. Полученные результаты указывают на целесообразность трансплантации культур клеток поджелудочной железы и ГСК для коррекции СД 1-го типа. Также установлено, что трансплантация ГСК приводит к полному прекращению развития микроангиопатии при экспериментальном СД.

Стволовые клетки в лечении СПИДа

Ученым давно известно, что среди большой европеоидной расы существует малая кавказская народность, устойчивая к ВИЧ и никогда не болеющая СПИДом. И если костный мозг (т.е. иммунную систему) представителя этой расы пересадить больному СПИДом, гипотетически его можно вылечить. Это было доказано в 2008 г., когда немецким ученым удалось вылечить 40-летнего пациента, страдающего СПИДом. Больной в течение 10 лет принимал противовирусные препараты, также ему пересадили костный мозг с целью лечения лейкоза. Впоследствии выяснилось, что таким образом его одновременно удалось вылечить от обоих заболеваний. Сейчас в мире активно ведутся исследования в направлении генетического модифицирования стволовых клеток с целью придания им свойств, обусловливающих резистентность к ВИЧ. В настоящее время два таких клинических исследования проходят в Калифорнии (США) и Сиднее (Австралия).

Клеточные технологии в лечении онкологических заболеваний

ГСК чаще всего применяются с целью восстановления кроветворения после радикальной химио-, радиотерапии при лечении гемобластозов. Такая же миело-аблативная практика с последующей трансплантацией ГСК приобретает все более широкое применение и в лечении солидных опухолей, и тяжелых форм системных воспалительных заболеваний соединительной ткани (ревматоидного артрита, системной склеродермии, системной красной волчанки и др.).
Исследование, которое с 1990 по 2005 г. проводили в Италии с участием 1294 пациенток, показало, что трансплантация ГСК – высокоэффективный метод лечения рака молочной железы с метастазами (Pedrazzoli P., Martinelli G., 2010). Вместе с тем, по данным экспериментальных исследований, гаплоидентичная трансплантация селезенки и костного мозга приводит к излечению рака молочной железы у мышей. Т-клеточную терапию антитуморными цитотоксическими линиями клеток применяют при почечной карциноме с метастазами (Montagna D., Pedrazzoli P., 2010). Также с целью лечения злокачественных заболеваний изучают клетки – натуральные киллеры, выделенные из пуповинной крови. В частности, такое исследование было проведено в Нидерландах (Spanholz J., Tordoir M. et al., 2010).

Клеточные технологии в лечении слепоты и глухоты

В последнее десятилетие появилось множество публикаций об успешном применении стволовых клеток в лечении врожденных пороков зрения, пигментозного ретинита, атрофии зрительного нерва, дегенерации сетчатки, ожогов глаз. Например, австралийские ученые из стволовых клеток вырастили лоскут роговицы (Мельбурнский университет). Имеются данные о выращенном в лабораторных условиях глазном яблоке.
Разрабатываются подходы к применению стволовых клеток в лечении глухоты. Так, британские ученые в лабораторных условиях вырастили клетки, ответственные за слух. Проводятся опыты на животных относительно возможности имплантации функциональных клеток при полной потере слуха. Американским ученым удалось из стволовых клеток восстановить ушную раковину.

Клеточные технологии в лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы

Особенно оптимистичными являются исследования последних лет, связанные с изучением эффективности применения стволовых клеток в лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы. В США такой метод лечения в кардиологии даже был одобрен FDA. Ведь известно, что кардиомиоциты человека обладают ограниченной способностью к востановлению и пролиферации, и соответственно невозможно предотвратить формирование рубца и снижение функциональной способности сердца после перенесенного инфаркта миокарда. Однако экспериментальные исследования показывают, что высокоселективные ГСК, которыми богаты костный мозг и пуповинная кровь, способствуют восстановлению ткани миокарда путем неоваскуляризации, снижения апоптоза и стимуляции кардиомиогенеза.
Между тем в кардиологии даже возникло новое терапевтическое направление – клеточная кардиомиопластика. Показания к кардиомиопластике включают инфаркт миокарда, идиопатическую дилатационную кардиомиопатию, диабетическую кардиомиопатию, болезнь Чагаса (трипаносомоз), ишемическую митральную регургитацию, кардиомиопатию у детей.
На основе мезенхимальных стволовых клеток, а также гемангиобластов, выделенных из костного мозга, пуповинной крови, амниотичной жидкости, базируются подходы тканевой инженерии к выращиванию клапанов сердца и биоискусственного миокарда.
Основные достижения современных биотехнологий на основе стволовых клеток представлены в таблице.
Заготовка и применение пуповинной крови в Украине. Пять лет работы Семейного банка пуповинной крови «Гемафонд»
Семейным банком пуповинной крови «Гемафонд» накоплен большой опыт в области заготовки и длительного криохранения пуповинной крови в Украине. Созданный в 2005 г. «Гемафонд» заслужил доверие тысяч украинских семей, вверивших ему хранение самого ценного – запас здоровья своих детей. Его сотрудниками проделана огромная общественная и образовательная работа относительно биомедицинского значения стволовых клеток пуповинной крови. При «Гемафонде» разработана программа бесплатной заготовки пуповинной крови для новорожденных с пороками сердца, компоненты которой применяются при оперативных вмешательствах на сердце в раннем неонатальном периоде. Также пуповинную кровь, сохраненную в «Гемафонде», с выраженной клинической эффективностью применяли в лечении гипоксического повреждения головного мозга у ребенка. Образец пуповинной крови, обработанный в Семейном банке пуповинной крови «Гемафонд», был принят на хранение в ведущий Европейский банк пуповинной крови «РВКМ», имеющий отделения в Польше, Венгрии, Латвии, Литве, Румынии, Италии, Испании. С ним налажено сотрудничество, осуществляется обмен опытом. В 2010 г. «Гемафонд» обьединил свой научно-технологический потенциал с Институтом стволовых клеток человека (Москва). Это позволяет модифицировать методики с учетом опыта Научного центра онкологии им. Н.Н. Блохина, имеющего опыт сотен успешных трансплантаций гемопоэтических стволовых клеток. Кроме того, появилась возможность активизировать научно-исследовательскую деятельность, располагая клиническими, процессинговыми и научными лабораториями в Украине, Германии и России. Все это обеспечит предоставление украинским семьям самой качественной услуги по сохранению стволовых клеток пуповинной крови с возможностью их дальнейшего применения в ведущих клиниках Украины, СНГ и Европы.