Медицина будущего: человеческие эмбриональные стволовые клетки

Согласно древнегреческому мифу титан Прометей был прикован к скале в наказание за то, что открыл людям тайну огня. И каждый день прилетал орел, чтобы клевать его печень, но каждую ночь она полностью восстанавливалась от повреждений. Научные исследователи современности надеются воплотить этот миф в реальность, развивая идеи регенеративной медицины и изучая способы, которые позволили бы восстановить поврежденные клетки и ткани организма. Стволовые клетки обладают поразительным потенциалом развиваться в различные типы клеток организма. Теоретически они могут делиться неограниченное количество раз и заменять другие. Когда стволовая клетка делится, каждая из новообразованных обладает способностью оставаться стволовой или стать клеткой другого типа: мышечной, нервной и т.д., выполняющей определенную функцию (www.stemcells.nih.gov). Одним из основных направлений в исследованиях, которые проводятся на стволовых клетках, является изучение возможностей использования человеческих эмбриональных стволовых клеток (human embryonic stem cells — hESC). Сегодня оно получило мощный стимул к развитию в США — этому способствовало изменение государственной политики в названной сфере: впервые за более чем 7 лет будут сняты ограничения на финансирование исследований hESC из средств федеральных фондов.

Подобные испытания позволят ответить на вопрос о том, как происходит развитие целостного организма из одной клетки. HESC привлекли внимание исследователей благодаря своему практически неограниченному потенциалу развития (Yu J., Thomson J.A., 2006). Возможности этих клеток к делению и росту обещают обеспечить неограниченный запас специализированных типов клеток — как для исследований, так и для лечения широкого спектра заболеваний.

HESC извлекаются из эмбрионов на той стадии развития, когда в норме еще не происходит их имплантация в матку. В этот период в клетках эмбриона (бластомерах) еще не начался процесс дифференциации (приобретения клетками особых черт для выполнения специальных функций), и каждая из них обладает потенциальными возможностями любой клетки организма.

Первая дифференциация отмечается, когда эмбриону около 5 дней: внешний слой клеток готовится стать частью плаценты, а внутренний — дает начало развитию тканей организма. Если hESC внутреннего слоя удалить из нормального эмбрионального окружения и культивировать в определенных условиях, они продолжат делиться, все еще обладая потенциалом для того, чтобы сформировать любой тип клеток.

Эмбриональные стволовые клетки были впервые получены у мышей в 1981 г. (Evans M.J., Kaufman M.H., 1981), а первое сообщение о выделении культуры hESC появилось лишь через 17 лет после этого (Thomson J.A. et al., 1998). HESC получают из эмбрионов при искусственном оплодотворении in vitro (in vitro fertilization — IVF). Только в США хранится более 400 000 эмбрионов, полученных с помощью методики IVF (Hoffman D.I. et al., 2003).

Хотя попытки получения hESC предпринимались начиная с 80-х годов ХХ в., возникали проблемы, связанные с культивированием эмбриона в течение периода, достаточного для того, чтобы выделить линии клеток. После оптимизации среды культивирования удалось выделить hESC. Сегодня они являются очень ценным материалом для исследований, способных помочь в создании методик лечения широкого спектра дегенеративных заболеваний, последствий травм, генетических аномалий и т.д.

Изучение hESC предоставляет неограниченные возможности для трансплантационных методик лечения, исследования новых лекарственных средств, также оно обеспечивает in vitro модель для исследования дифференциации тканей и позволяет глубже проникнуть в суть таких проблем, как бесплодие и врожденные дефекты развития плода.

Учитывая тот факт, что испытания hESC проводят немногим более 10 лет, ученым предстоит исследовать еще много их фундаментальных свойств. В частности, необходимо ответить на вопрос, как именно стволовым клеткам удается оставаться неспециализированными и самообновляющимися в течение многих лет: почему hESC способны делиться без дифференциации дольше года в лабораторных условиях, а большинство взрослых стволовых клеток (adult stem cells) — нет. Последние были открыты еще в 60-х годах ХХ в. и являются недифференцированными, способными восстанавливать ткань, в которой находятся. Также предстоит определить многие факторы, вызывающие специализацию стволовых клеток. Таким образом, исследования hESC позволяют ученым проникнуть в сферу, которая прежде находилась за семью печатями, и открывать новые возможности для современной медицины.

Тем не менее испытания hESC затрагивают сложные этические проблемы, дискуссия на тему которых активно ведется в мировом сообществе. Мнения по этому вопросу зачастую прямо противоположны, что объясняется столкновением научных интересов и вопросов этики.

Этические, социальные, правовые, философские и другие взаимосвязанные спорные вопросы, которые возникают в биологических науках и системе здравоохранения, изучает биоэтика (www.boethics.org.nz).

Исследования hESC активно проводятся в Великобритании, Швеции, Бельгии, Канаде и Новой Зеландии, но в некоторых странах (Австрия, Литва и Польша) они запрещены законом.

В США недавно кардинально изменилась государственная политика относительно этой сферы. Так, начиная с августа 2001 г. введен запрет на использование средств из федеральных фондов для исследований hESC, за исключением тех линий этих клеток, которые уже были выделены. Полномочия Департамента здравоохранения и социального обеспечения США (Department of Health and Human Services) и Национального института здоровья (National Institutes of Health — NIH) по финансированию и проведению исследований hESC были существенно ограничены.

Поскольку средства федеральных фондов — основной источник финансирования для любых медицинских исследований в США, особенно на ранних стадиях, это значительно замедлило их развитие. Большинство ученых, действуя в рамках ограничений, не смогли продолжить испытания, поскольку для их проведения было недостаточно доступных линий hESC.

По словам президента США Барака Обамы, в последние годы был сделан неверный выбор между гласом науки и моральными ценностями: «Ученые считают, что эти клетки способны помочь разобраться во многих заболеваниях и, возможно, вылечить их. Я как верующий человек считаю, что нашим призванием является забота друг о друге и облегчение человеческих страданий» (www.whitehouse.gov).

Согласно указу президента США от 9.03.2009 г. NIH должен разработать новое подробное руководство для управления проведением исследований hESC. Предполагается, что федеральное финансирование будет использоваться для проведения исследований на линиях hESC, полученных с разрешения родителей из эмбрионов, которые остались невостребованными в клиниках по лечению бесплодия и подлежат уничтожению.

Изменение государственной политики в сфере исследований hESC не только стало резонансным событием для научной общественности, но и немедленно вызвало появление «кругов на воде»: как сообщает агентство «Reuters», отмечается повышение стоимости акций компаний, занимающихся исследованием стволовых клеткок (www.reuters.com). По приблизительным подсчетам количество новых линий hESC колеблется от 400 до 1000 (www.nature.com). Однако правительство США не собирается давать разрешение на использование технологий клонирования.

По материалам www.reuters.com; www.stemcells.nih.gov;
www.whitehouse.gov; www.boethics.org.nz; www.nature.com