Тем, кому интересно, как стволовые клетки могут поспособствовать продлению жизни, рекомендую мой более старый текст. Здесь я подробнее освещу моменты, которые не были в нем затронуты вовсе, либо изложены там очень кратко.
Итак, стволовые клетки (СК) есть, без всякого сомнения, вещь, которая в XXI веке революционизирует не только медицину, но и социальную сферу (сотни миллионов бодрых стариков обществу придётся чем-то занимать). Технологии, при которых используются СК, обещают человечеству выращивание тканей и целых органов на замену изношенным, а также победу над старением и кучей инкурабельных болячек. Но это все на поверхности.
Кратко о главном, что нужно знать про СК в лекции проекта TED Ed.
Что же внутри? Какие у этого явления имеются подводные камни?
Что такое «стволовые клетки»?
Под этим вульгарным «журналистским» термином в науке понимают минимум три совершенно разных вещи.
Во-первых, это эмбриональные стволовые клетки, которые присутствуют лишь на самых первых этапах развития эмбриона. Их сила в способности произвести на свет целый организм со всеми его типами клеток и тканей. Называются такие СК тотипотентными (от греч. «всесильными»), и у взрослых людей они не встречаются.
Во-вторых, это плюрипотентные (мультипотентные) стволовые клетки. Они способны давать начало нескольким разным типам клеток, но способность развиваться в целый организм уже потеряли. В теле взрослого человека их крайне мало (оценить точно трудно, но считают, что вместе с унипотентными клетками в стандартной 70-килограммовой тушке их не больше 10 грамм). Надо сказать, функции этих клеток до сих пор не очень ясны. Есть мнение, что именно они отвечают за пополнение запаса регионарных (унипотентных) СК, когда те заканчиваются. Также, вероятно, именно их истощение в организме определяет признаки старения: замедление регенерации, уменьшение числа нейронов и лейкоцитов и т.д. Основное место их пребывания (опять-таки предположительно) — красный костный мозг.
В третьих, это унипотентные стволовые клетки. Как следует из названия, они способны продуцировать один-единственный тип клеток. Это те самые, что образуют основу росткового слоя эпителия и обеспечивают постоянное обновление кожи/слизистых. Этих СК в организме больше всего и именно они выполняют главную работу по латанию всевозможных дырок и брешей в организме.
Иерархия стволовых клеток.
Источник: biologypop.com
Если уж говорить начистоту, вопрос о том, что считать, а что не считать СК, в биологии развития и иммуноцитохимии до сих пор не закрыт.
Как их можно использовать?
Немного о природе и применении СК в медицине.
Источник: youtube
Перспективы тут почти безграничны. На мышах и частично на людях уже подтверждён терапевтический эффект от использования стволовых клеток при лечении инсультов, повреждений спинного мозга, артрозов, болезни Паркинсона и много чего ещё.
Список вещей, от которых когда-нибудь можно будет лечить стволовыми клетками.
Источник: Википедия
Большие надежды медики возлагают на технологию выращивания иммуносовместимых органов и тканей для их последующей пересадки. По этой технологии из СК уже получена нервная ткань, кожа и зубы. На очереди сердце, печень и почки. Если тему все-таки доведут до массового медицинского применения (по сдержанно-оптимистическим прогнозам случится это не раньше 30х годов), новая технология снимет необходимость в донорстве и убьёт рынок подпольной торговли органами. Что является однозначным плюсом данного подхода.
На мышках опробовано и ещё одно интересное применение плюрипотентных СК. Оказывается, что пересадкой этих клеток (пока это выглядит как пересадка костного мозга /переливание крови) от молодых особей удается существенно продлить жизнь старым мышам и даже пустить вспять развитие старческих болячек.
До людей эту технологию (помимо очевидных этических вопросов*) мешает довести все та же иммунная совместимость. С мышами все проще — там через многократное близкородственное скрещивание выведены сингенные (гистосовместимые) линии животных, на которых и ставятся все эксперименты с пересадками тканей. Риск отторжения имплантата минимален. Кроме того, пересаженные в чужой организм, СК до некоторой степени умеют активно маскироваться от иммунной системы, прикидываясь клетками организма-реципиента.
*Этический вопрос, по существу, один: откуда брать «молодые» СК? Воображение сходу рисует картину: середина 21 века; богатое старичье в духе Александра Богданова пускает по вене жертвенную кровь юношей, чтобы продлить свои дни на земле...
С людьми при их колоссальном генетическом разнообразии «мышиный» трюк может не сработать. Поэтому одной из ближайших задач клеточной инженерии является технология превращения в «молодые» стволовые клетки «старых», взятых у самого пациента. Если такая технология появится (а она непременно появится), это станет величайшим прорывом на фронте борьбы со старением и возрастными болезнями.
И, что важно, без всякого вампиризма.
Путь стволовой клетки от самообновляемого пула СК (где-то в костном мозге) до зрелой клетки лежит через дифференцировку.
Источник: «Биология»
Подводные камни
Несмотря на радужные вроде бы перспективы, текущее состояние дел на фронте медицинского применения СК печально.
Во-первых, успеху мешает иммуносовместимость. С одной стороны, СК имеют, как было сказано, способность приспосабливаться к тканевому окружению реципиента, обходя иммунную систему. Иммунная система «хозяина» до поры принимает их за своих. Но с другой стороны, «просто так» пересаженные СК (и это никакой не секрет) слишком уж часто дают онкологические осложнения. Что там происходит с пересаженными клетками мы не знаем. То ли сами они перерождаются в опухолевые клетки, то ли стимулируют опухолевую трансформацию здоровых клеток реципиента — леший их знает.
Есть теория, согласно которой удивительная живучесть и склонность к метастазированию ряда злокачественных опухолей объясняется наличием у них своих собственных СК, на которые не действует рентген и химиотерапия. Почему? Потому что эти клетки подавляющую часть времени находятся в спячке. Не делятся. И поэтому неуязвимы для терапии, направленной (логично) против быстроделящихся клеток.
В общем, что касается рака и стволовых клеток, здесь до сих пор не очень понятно, что именно играет бОльшую роль: сам факт инородности пересаживаемых пациенту клеток или специфическая «любовь» СК к злокачественному перерождению. В любом случае, пока проблема безопасности не решена, до массовых пересадок СК в терапевтических целях очень далеко. У нас все еще нет безопасной технологии. Отсюда сегодняшнее широкое использование СК в косметической медицине — это чистой воды авантюризм. С предсказуемыми, как вы понимаете, последствиями.
Есть надежда на технологию производства терапевтических СК из ткани собственной пуповины пациента (уже сегодня предлагаются услуги по её криосохранению «на потом»). Но, как легко догадаться, тем, чьи родители резервом стволовых клеток для своего чада не озаботились, технология не поможет.
Другой путь — превращение нестволовых клеток (например, жировых) в стволовые путем воздействия на них специальными веществами-индукторами. Это направление активно развивается, и здесь уже достигнуты определенные успехи.
Отдельный комплект проблем можно условно назвать «этическим». Прежде всего речь идет о том, что современные технологии получения СК из абортивного материала вызывают шквал критики у ортодоксально настроеннной публики. На эту критику, по счастью, ученые пока особого внимания не обращают, но и в этом смысле очень замечательно, что вовсю разрабатываются технологии получения мультипотентных СК из зрелых (нестволовых) клеток взрослого человека — минуя «неэтичную» эмбриональную ткань.
Передача Гордона про СК в пору, когда Александр Гарриевич был еще «торт».
Суммирую
- Стволовые клетки — это вне всякого сомнения будущее медицины, и очень здорово, что поток исследований в данном направлении год от года растет.
- Сегодняшние технологии получения и медицинского применения СК крайне несовершенны и чреваты серьезными (не только косметическими, но и онкологическими) осложнениями. Поэтому рисковать жизнью и здоровьем ради, в буквальном смысле, «улучшения цвета лица» есть пока что непростительная глупость. Другое дело — инсульт или тетраплегия (паралич четырех конечностей из-за повреждения спинного мозга). Здесь хотя бы понятно, ради чего крутить рулетку.
- Существует большое число «белых пятен» в том, что мы знаем о СК. Это касается определения того, что называть «стволовой клеткой», их локализации в организме, количества и классификации, а также способов хотя бы относительно безопасного применения в медицинских целях.
Будьте здоровыми, умеренно скептичными, а, самое главное, терпеливыми, господа-читатели. И не теряйте веры в мощь человеческого разума.
