Использование стволовых клеток: возможности отечественной науки

Одним из приоритетных направлений современной биологии и медицины является исследование возможностей использования стволовых клеток в терапии тяжелых заболеваний и регенеративной медицине. Ученые всего мира сегодня пристальное внимание уделяют разработке технологий использования эмбриональных, фетальных клеток, клеток кордовой (пуповинной) крови и стволовых клеток взрослого организма для восстановления поврежденных тканей и органов. Особенный интерес также представляет изучение отдаленных последствий генетической модификации отдельных клеток для организма. Это позволяет с уверенностью заявить, что данное направление науки может стать настоящим прорывом в лечении наследственной патологии, сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, болезней Альцгеймера и Паркинсона, сахарного диабета и т.д.

Украинские ученые понимают важность данных исследований и практического внедрения их результатов для отечественной науки. Проблемы и перспективы развития регенеративной медицины были рассмотрены во время общего собрания Национальной академии медицинских наук (НАМН) Украины, которое состоялось 14 февраля 2011 г. в конференц-зале Института медицины труда НАМН Украины под председательством Андрея Сердюка, академика, президента НАМН Украины. Свои доклады представили Игорь Щепотин, профессор, директор Национального института рака; Геннадий Бутенко, академик, директор Института генетической и регенеративной медицины НАМН Украины; Владислав Гринь, академик, директор Института неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины; Виталий Цымбалюк, академик, заместитель директора Института нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины.

Доклад Игоря Щепотина был посвящен стволовым клеткам и перспективам их использования в медицине. Стволовая клетка — это клетка, характерной особенностью которой является способность к самовоспроизведению с дальнейшей дифференциацией в различные типы специализированных клеток. Важность использования эмбриональных стволовых клеток объясняется их свойством превращаться в любой из 200 типов клеток организма человека, а также возможностью безграничного деления и самообновления.

Докладчик подробно рассмотрел основные способы получения стволовых клеток в клеточной медицине:

1. Эмбриональные стволовые клетки. Преимущества: высокая пролиферативная способность, способность к бесконечному делению, наличие плюри- и тотипотентных свойств (возможность дифференцироваться в любую ткань организма). Однако существенным недостатком этих клеток является то, что для их получения используется абортивный материал, или оплодотворение in vitro, что также сопровождается разрушением эмбриона человека. В таких клетках возможны генетические изменения, а их использование может привести к развитию опухоли. Однако, по мнению докладчика, самым важным является этический аспект использования эмбриональных стволовых клеток, сопровождающийся убийством живого существа.

2. Стволовые клетки кордовой (пуповинной) крови. Их преимущества — удобство получения, возможность использования у братьев и сестер и в любой период жизни человека. Пролиферативная способность стволовых клеток пуповинной крови высока и в 8–10 раз превышает таковую стволовой клетки взрослого человека. Процедура забора пуповинной крови безопасна и безболезненна, проводится вне контакта с матерью и ребенком как при физиологических родах, так и при кесаревом сечении с отсутствием риска инфицирования. При таком способе получения стволовых клеток этические проблемы отсутствуют. Однако ограниченное количество стволовых клеток и однократный забор крови, материальные затраты на хранение их в банке крови — недостатки этого способа.

3. Стволовые клетки взрослых организмов обладают мультипотентностью (способностью дифференцироваться в ткань, из которой выделены), умеренной доступностью и отсутствием проблемных этических аспектов. Однако пролиферативная способность этих клеток ограничена, а также существует риск инфицирования как у реципиента, так и у донора во время забора. Полученных клеток очень мало, их сложно идентифицировать и культивировать in vitro для увеличения их количества.

4. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells — iPSC или iPS), которые удалось получить из клеток различных тканей (в первую очередь фибробластов) с помощью их перепрограммирования методами генетической инженерии. Их открытие связано с именем японского ученого Синъя Яманака (Shinya Yamanaka), профессора Института передовых медицинских наук Университета Киото, директора Центра по исследованию и применению iPS-клеток Университета Киото, ведущего исследователя Института сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона, (Сан-Франциско). Он впервые получил эти клетки путем добавления к культуре фибробластов 4 факторов: Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4 (факторы Яманака), доставка которых осуществлялась с помощью ретровирусных векторов.

Полученные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки обладали морфологией и способностью к пролиферации, свойственной эмбриональным стволовым клеткам, и экспрессировали маркеры эмбриональных стволовых клеток. В качестве основы для получения iPS можно использовать не только фибробласты, но и клетки печени, желудка, а также других органов. Впервые такие клетки были получены С. Яманака у мышей, в 2007 г. — у человека. С тех пор опубликовано уже более 300 работ, подтверждающих эффективность разработанной методики.

За 4 года ученые научились выращивать клетки миокарда, кишечника, поджелудочной железы, сетчатки глаза, крови, кожи, а также нервные клетки. Преимущества использования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток: генотипическая и функциональная идентичность эмбриональным стволовым клеткам, что дает возможность синтеза любых органов и тканей, а также полное отсутствие законодательных и этических препятствий.

И. Щепотин обратил внимание присутствующих на то, что недостатком использования таких стволовых клеток является потенциальный риск возникновения опухолей при введении двух факторов и ретровирусного вектора. Однако уже разработаны методики, снижающие риск канцерогенеза.

Возможности применения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток чрезвычайно широки. В сфере науки это исследования новых лекарственных средств, патогенеза многих заболеваний, эмбрионального развития человека, процессов регенерации и тканевой инженерии. Клиническое применение они нашли в онкологии, реконструктивной хирургии, восстановлении органов для трансплантации, получения компонентов крови, а также для кардиологии, неврологии, эндокринологии.

В Украине возможности применения стволовых клеток изучаются в таких ведущих научно-медицинских учреждениях:

Национальный институт рака;
Киевский центр трансплантации костного мозга;
Научный центр радиационной медицины НАМН Украины;
Национальная детская специализированная больница «ОХМАТДЕТ»;
Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины;
Национальный институт хирургии и трансплантологии им. А.А. Шалимова;
Национальный институт сердечно-сосудистой хирургии им. Н.М. Амосова НАМН Украины;
Институт клеточной терапии;
Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комисаренко НАМН Украины;
Национальная медицинская академия последипломного образования им. П.Л. Шупика;
Координационный центр трансплантации органов, тканей и клеток МЗ Украины;
Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины;
Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины;
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины;
Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины.

Завершая доклад, И. Щепотин выразил уверенность, что все перечисленные научные учреждения будут и в дальнейшем проводить исследования, а также внедрять в практику новейшие достижения мировой науки.

Виталий Цимбалюк рассмотрел возможности применения стволовых клеток в неврологии и нейрохирургии. Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины по праву можно назвать отечественным пионером в области нейротрансплантации — трансплантации эмбриональных, фетальных либо зрелых клеток тканей разного типа в центральные и периферические отделы нервной системы с целью восстановления и улучшения функций, утраченных вследствие патологических процессов.

Начало широкомасштабных фундаментальных исследований разных нейрохирургических и неврологических моделей положено еще в первые дни работы института (основан в 1987 г.). Сегодня разработано множество моделей нейротрансплантации, среди которых наибольшее значение имеют модели травм спинного мозга и периферических нервов, ишемического инсульта, модель черепно-мозговой травмы, эпилептического процесса, хронических нейродегенеративных и демиелинизирующих заболеваний центральной нервной системы.

Сейчас в институте используются стволовые клетки мезенхимального происхождения из костного мозга, стволовые клетки пуповинной крови, эмбриональной ткани, ткани трансгенных животных.

В. Цимбалюк отметил, что стволовые клетки могут вводиться как непосредственно в нервную ткань, так и эндолюмбально или внутрижелудочково, а также в артериальное русло с прицельной их доставкой к нужному участку.

Он также представил результаты работы института в данном направлении: клеточная терапия проведена у 1043 пациентов с детским церебральным параличом, апалическим синдромом, эпилепсией, ишемическим инсультом, последствиями травм спинного мозга и периферических нервов, рассеянным склерозом. У 70% этих больных получены положительные результаты. «В нашу клинику поступают самые тяжелые пациенты со всей Украины, от которых отказались другие врачи. Нашей целью не является полное их излечение, однако довести их до уровня самообслуживания — вполне реальная задача. Поэтому применение стволовых клеток в практической нейрохирургии имеет очень большие перспективы», — заявил академик.

Геннадий Бутенко осветил основные этапы исследования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, а также последние достижения науки в этой отрасли. Он отметил значительную науко- и капиталоемкость таких разработок, а также сопутствующие юридические и этические проблемы. Интеграция в международные медицинские сообщества сегодня чрезвычайно актуальна для Украины, однако, по мнению ученого, необходимо тщательно оценить возможности отечественной науки, в том числе и экономические, а также разработать законодательную базу, регулирующую этот процесс.

Владислав Гринь поинформировал, что сегодня одним из условий для работы со стволовыми клетками является специально оборудованная лаборатория в соответствии с международными стандартами GMP. В 2002 г. такая лаборатория была создана в Институте неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины с целью внедрения в клиническую практику современных методов клеточной терапии. В 2006 г. на базе этой лаборатории открыт Международный Центр Биотехнологий (МЦБ) «Биостэм» — одна из самых мощных в Украине исследовательских организаций, осуществляющая практическую деятельность с использованием собственных научных разработок как самостоятельно, так и совместно с ведущими учреждениям НАМН, НАН, МЗ Украины.

Структурные подразделения МБЦ «Биостэм»:

лаборатория клеточного и тканевого культивирования;
лаборатория пересадки стволовой клетки костного мозга;
лаборатория фундаментальных исследований;
клинические подразделения по профилю основного заболевания.

Докладчик подробно рассмотрел результаты Института неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины при использовании аутологических мезенхимальных стволовых клеток в кардиологии (для лечения тяжелых форм ишемической болезни сердца, ишемической кардиомиопатии), а также в травматологии — для коррекции консолидации костей. Он также проинформировал присутствующих о том, что совместно с кафедрой физиологии Донецкого национального медицинского университета им. Максима Горького и Институтом нейрохирургии им. А.П. Ромоданова НАМН Украины проводятся исследования возможностей применения стволовых клеток в терапии ишемического инсульта.

Андрей Сердюк, поблагодарив докладчиков за интересные выступления, отметил, что они продемонстрировали эффективное взаимодействие фундаментальной науки с практической медициной, а также призвал членов НАМН Украины внести свои предложения относительно дальнейшего исследования возможностей стволовых клеток и решения проблем научного характера, материальной базы, финансирования. Они будут отображены в резолюции общего собрания НАМН Украины.

Завершилось мероприятие голосованием, которое было проведено с целью прекращения полномочий предыдущего Президиума НАМН Украины. Напомним, 1 февраля 2011 г. на общем собрании академии состоялись выборы ее президента в связи с тем, что Александр Возианов, ранее занимавший эту должность, 31 января ушел в отставку по состоянию здоровья. Большинством голосов новым президентом НАМН избран А. Сердюк, профессор, заслуженный деятель науки и техники Украины, директор Института гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева НАМН Украины. В новый состав Президиума НАМН Украины вошли ее вице-президенты: академики Юрий Кундиев, Валерий Запорожан и Виталий Москаленко. Владимир Михнев сохранил должность главного ученого секретаря НАМН Украины.

Анна Бармина, фото Сергея Бека

Редакция «Еженедельника АПТЕКА» поздравляет Андрея Михайловича Сердюка с назначением на должность президента НАМН Украины и желает ему здоровья, терпения, сил для решения множества задач в области здравоохранения Украины, а также успешного воплощения в жизнь многих проектов!

Это талантливый ученый и опытный организатор широко известен медицинской общественности. Он родился 24 декабря 1938 г. в Днепропетровске в семье учителей, в 1961 г. окончил Днепропетровский медицинский институт. Работал врачом-эпидемиологом, главным врачом Верхнеднепровской районной санитарно-эпидемиологической станции Днепропетровской обл., с 1972 г. — инструктор, консультант, заместитель заведующего отделом науки и учебных заведений ЦК Компартии Украины. В 1987–1990 гг. — первый заместитель министра здравоохранения УССР. В 1990 г. назначен директором Республиканского гигиенического центра МЗ Украины им. А.Н. Марзеева, с октября 1994 г. — первый заместитель министра здравоохранения Украины, в 1996–1999 гг. — министр здравоохранения Украины, с 1999 по 2000 г. — глава Национального агентства по контролю за качеством и безопасностью продуктов питания, лекарственных средств и изделий медицинского назначения, с 2000 г. — директор Института гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева АМН Украины.

Научные работы А. Сердюка являются значительным вкладом в развитие медицинской экологии и гигиены, широко известны как в нашей стране, так и за ее пределами. Опубликовано более 379 работ, в том числе 33 монографии по вопросам гигиены, медицинской экологии, биологической деятельности окружающей среды, социальной медицины, организации и управления здравоохранением.

Бажаєте завжди бути в курсі останніх новин фармацевтичної галузі?
Тоді підписуйтесь на «Щотижневик АПТЕКА» в соціальних мережах!