Все, что нужно знать о стволовых клетках: зачем они нужны и какие есть проблемы

Что это такое на самом деле

В нашем теле все клетки выполняют какую-то функцию.

Нейронами мы думаем, с помощью миоцитов — двигаемся, а эритроциты переносят кислород. Но есть особые клетки — стволовые, у которых нет специализации.

Они ничего не делают и просто ждут. А в нужный момент начинают делиться, и часть из них превращается в функциональные клетки. Другая часть так и остается стволовыми, чтобы в будущем произвести новые специализированные.

Какие есть типы стволовых клеток

Существует два типа стволовых клеток: эмбриональные и тканевые.

Эмбриональные могут превращаться в любые другие клетки. Именно из них состоит зародыш в первые 3-5 дней жизни. А если их поддерживать в специальных условиях, они будут делиться практически бесконечно и остаются неизменными.

Тканевые клетки есть в небольшом количестве в органах взрослого человека. Они нужны, чтобы восстанавливать ткани после повреждений и умеют превращаться только в какой-то отдельный вид клеток. Однако ученые научились делать из тканевых клеток аналоги эмбриональных, из которых можно выращивать разные ткани. Их называют плюрипотентными стволовыми клетками.

Почему это сейчас так актуально

Что если на замену изношенному сердцу можно будет вырастить новое?

Или врачи научатся ремонтировать органы прямо в теле без хирургических операций? Именно таких прорывов ждут исследователи от стволовых клеток. Ученые называют это регенеративной медициной.

Считается, что регенеративная медицина справиться с неизлечимыми болезнями, такими как:

инсульты;
сердечные болезни;
сахарный диабет;
болезнь Паркинсона;
болезнь Альцгеймера;
боковой амиотрофический склероз;
рак;
тяжелые ожоги;
остеоартрит и другие.

Но это еще не все.

Даже если регенеративная медицина никогда не станет реальностью, стволовые клетки уже сейчас приносят много пользы.

Наблюдая, как они созревают в клетки костей, нервов и других органов, врачи могут лучше понять, как развиваются наследственные болезни.

Наконец, фармацевты испытывают на стволовых клетках новые лекарства. Чтобы начать испытания препарата на людях, нужно сначала убедиться в его безопасности. Для этого используют ткани, выращенные из стволовых клеток. Например, можно вырастить нервные клетки для тестирования нового лекарства от нервного заболевания. Такие тесты заранее выявляют опасные побочные эффекты или полезное воздействие.

Смотрите нашу галерею 20 фильмов о неизлечимых болезнях и о силе духа:

Какие успехи лечения стволовыми клетками

Сейчас регенеративная медицина находится в зачаточном состоянии. Исследовательских программ очень много, но лишь единичные технологии запустили в «серийное производство». Впрочем, даже промежуточные результаты кажутся впечатляющими.

Например, в 2016 году команда ученых из Греции и Великобритании попробовала восстановить мышечную ткань после инфаркта. Для этого они пересадили в сердца пациентов выращенные в лаборатории стволовые клетки сердечной мышцы. В результате постинфарктный рубец уменьшился на 40%. Раньше врачи считали такие повреждения неизлечимыми. Однако в этом исследовании приняли участие только 11 человек. Этого недостаточно, чтобы сделать однозначные выводы.

Постепенно ученые совершенствуют технологии. Вот пример. При пересадке тканей, полученных из стволовых клеток, иммунная система может атаковать трансплантат, так как посчитает его чем-то чужеродным. Поэтому медики работают над созданием клеток, которые не вызывают иммунного ответа. В 2020 году исследователи Каролинского института и глазной больницы Святого Эрика в Швеции обнаружили способ усовершенствовать производство клеток сетчатки из эмбриональных стволовых клеток для лечения слепоты у пожилых людей. Они меняют эти клетки так, чтобы те могли скрываться от иммунной системы, которая уничтожает чужеродные объекты.

Еще одна перспективная технология — использование стволовых клеток, которые уже есть в организме.

В одном эксперименте исследователи из Университета Иллинойса ввели в поврежденные мышцы крыс наночастицы с молекулами, которые стимулируют активность стволовых клеток. В результате мышцы восстанавливались быстрее и животные могли ходить дальше, чем при использовании традиционного лечения.

Какие с ними могут быть проблемы

Несмотря на выдающиеся успехи в исследованиях, врачи активно применяют лишь один метод лечения стволовыми клетками — пересадка тканевых стволовых клеток костного мозга при онкологических заболеваниях крови.

Существует много препятствий, которые мешают совершить прорыв в регенеративной медицине. Например, непредсказуемость. Исследователи должны быть уверены, что стволовые клетки будут превращаться в нужную им ткань. Также врачам необходимо научиться регулировать рост и размножение стволовых клеток, чтобы они не начали бесконтрольно делиться, создавая раковые опухоли.

Как мы уже говорили, иммунитет может атаковать эмбриональные стволовые клетки, считая их чужеродными захватчиками.

Кроме того, существующие технологии вызывают множество побочных действий. У пациентов, которые лечили рассеянный склероз стволовыми клетками, падал уровень тромбоцитов и лейкоцитов, возникали инфекции и токсическое повреждение печени.

Наконец, это пока еще очень дорогой метод. Например, в упомянутом примере лечения рассеянного склероза процедура стоила 40 000 фунтов стерлингов или около 3,5 млн рублей.

Этические разногласия

Они возникают по поводу эмбриональных стволовых клеток, которые извлекают из зародышей на ранних стадиях развития. Некоторые люди не согласны с использованием эмбриональных клеток для медицинских исследований, потому что это означает уничтожение зародыша. Суть спора та же, что между сторонниками и противниками абортов.

Первые утверждают, что жизнь начинается с рождения (или с момента превращения эмбриона в плод). Другие отсчитывают зарождение новой жизни с зачатия, и считают разрушение эмбриона убийством.

В России запрещено производство и применение клеток, полученных путем прерывания процесса развития эмбриона или плода человека.

С тканевыми клетками никаких споров не возникает, поскольку их получают у взрослых.