Ліки з пуповини — перспектива використання стовбурових клітин

65

Зміст:

  • Як все починалося
  • Навіщо потрібні стовбурові клітини?
  • Способи отримання стовбурових клітин
  • Теорія і життя
  • Що таке кріобанк?
  • Технологія збору

Як все починалося

Терміни «стовбурові клітини», «пуповинна кров», «кріобанк» наші співвітчизники вперше почули порівняно недавно — п’ять років тому. У той час як у США перший кріобанк стовбурових клітин пуповинної крові «Cryo-Cell» був відкритий в 1992 р. Тим не менш перше припущення про існування стовбурових клітин було висловлено саме російським ученим. У 1909 р. професор Військової медико-хірургічної академії Санкт-Петербурга А. А. Максимов зробив сенсаційну заяву про те, що в організмі людини є так звані стовбурові клітини, здатні за певних умов перетворюватися в зрілі, диференційовані клітини організму. Дещо пізніше професор московського НДІ епідеміології і мікробіології ім. Н. Ф. Гамалії А. Я. Фриденштейн підтвердив припущення колеги і, вивчаючи можливості цих особливих клітин, став розробляти сферу їх застосування.

Зараз, за словами професора Б. В. Афанасьєва, директора клініки трансплантації кісткового мозку Санкт-Петербурзького Державного медичного університету ім. І. П. Павлова, в Росії питаннями стовбурових клітин займаються вчені і практикуючі лікарі Москви, Санкт-Петербурга і Новосибірська.

Навіщо потрібні стовбурові клітини?

Єдиного терміна для назви цих універсальних кліток поки не придумано. Їх називають і «стовбуровими», і «клітинами-попередницями», і «запасними». В організмі дорослої людини, особливо в кістковому мозку, існують клітини, що мають здатність перетворюватися практично у всі види клітин дорослих тканин, наприклад в клітки м’язів, печінки та інші. На відміну від диференційованих, стовбурові клітини мають властивість необмеженого відтворення, в той час як диференційовані клітини виконують лише певні функції (м’язові клітини скорочуються, еритроцити — переносять кисень тощо), і не здатні ділитися необмежено. Перетворення стовбурових клітин в диференційовані відбувається під дією клітин і субстратів, оточуючих стовбурову клітину, що потрапила в ту або іншу тканину. Ми знаємо, що в нормі стовбурових клітин в організмі надзвичайно мало, але вони є універсальними «запасними частинами, які використовуються організмом для відновлення різних тканин. «Лагодження» організму з допомогою стовбурових клітин відбувається таким чином: коли в якийсь тканини виникає пошкодження, то її гинуть клітини посилають в кров сигнал тривоги, виділяючи особливі речовини. Цей сигнал надходить в кістковий мозок, який починає активно викидати в кров певні клітини-попередники. Ті, в свою чергу, з струмом крові надходять до потерпілому ділянці. Тут сотні прийшли на допомогу стовбурових клітин діляться на мільйони, копіюючи загиблі і таким чином, відновлюючи їх баланс.

В даний час ці можливості стовбурових клітин використовуються в практичній медицині при лікуванні понад 60 небезпечних захворювань. Серед них основне місце займають захворювання системи крові, різні онкологічні захворювання, спадкові та аутоімунні хвороби. З цим пов’язано те, що метод трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин, тобто клітин-родоначальників системи кровотворення, стає рутинним методом лікування цієї важкої групи хвороб. Як ні сумна статистика, але у 1 дитини з 600 віком до 14 років може спостерігатися розвиток такого захворювання.

У той же час дослідження останніх років показали, що стовбурові клітини можуть бути з успіхом використані і при лікуванні, наприклад, серцево-судинних захворювань. Так, при інфаркті міокарда (стан, при якому порушується кровопостачання ділянки серцевого м’яза) кістковий мозок хворого починає одразу викидати у кров, стовбурові клітини, але для ефективного відновлення тканини серцевого м’яза їх кількості недостатньо. В даний час ведуться дослідження з імплантації стовбурових клітин в зону серцевого м’яза, пошкоджену при інфаркті міокарда. Такі операції проведені, наприклад, в Бельгії, Німеччині. При цьому пацієнту в область пошкодженого серцевого м’яза успішно імплантували стовбурові клітини, отримані з його ж кісткового мозку. Слід зазначити, що в даному випадку стовбурові клітини стимулюють утворення м’язової тканини — безпосередньо міокарда, а також судин пошкодженої області.

Способи отримання стовбурових клітин

В даний час стовбурові клітини для трансплантації отримують у клінічних умовах:

  • З кісткового мозку. Це оперативне втручання проводиться шляхом множинних пункцій кісток тазу, грудини. При цьому заготовляють близько 1000мл кісткового мозку. Цей метод використовується понад 30 років. Його недоліками є необхідність наркозу і можливість розвитку післяопераційних ускладнень, хоча зустрічаються вони досить рідко.
  • З периферичної крові. Апарати — фракционаторы клітин крові — приєднуються до венах хворого або донора, і за одну дві операції через них пропускають 10-20л крові. Ці процедури проводяться на фоні введення людині спеціальних ліків (факторів росту), які збільшують вміст у крові стовбурових клітин. Другий метод позбавлений недоліків першого, але більше доріг, т. к. він потребує використання дорогої апаратури та факторів росту.
  • З пуповинної крові. Стовбурові клітини заготовляють в момент народження дитини, піддають ретельному обстеженню, заморожують і, у випадках їх сумісності з будь-яким пацієнтом за антигенами головного комплексу сумісності — системи HLA, трансплантують.
  • Кількість стовбурових клітин, які розпізнаються по виявленню на їх поверхні певних антигенних структур, одержуваних при заготівлі матеріалу для трансплантації з кісткового мозку, заготовленого від донора або хворого, не перевищує зазвичай 1*106/кг, для концентрату стовбурових гемопоетичних клітин із периферичної крові— 1-10*106/кг, для зразка пуповинної крові— 1-4*106/кг.

    Про третьому методі варто розповісти більш докладно. У пупковій вені новонародженого концентрація стовбурових клітин відносно велика. Це пов’язано з тим, що у новонароджених зберігаються елементи ембріонального кровотворення, і сама плацента виділяє потужні стимулятори цього процесу. Клітини крові, відповідальні за імунні реакції, у новонароджених менш зрілі, ніж у дорослих, що веде до зниження ризику виникнення хвороби «трансплантат проти хазяїна» і дає можливість успішно здійснювати трансплантації гемопоетичних клітин при наявності певних відмінностей у системі HLA реципієнта і донора. Крім того, сам процес збору такої крові здійснюється швидко і просто; він не потребує будь-якого контакту з матір’ю і дитиною і, відповідно, безболісний. Дослідження останніх років довели, що кров, яка залишається в пуповині, може бути зібрана і заморожена для використання в майбутньому.

    Теорія і життя

    У сучасній світовій медицині накопичений достатній досвід реального лікування хворих за допомогою стовбурових клітин. Прикладом тому може служити історія шестирічної Кінсі Моррісон, яка страждає гострою формою лейкемии1. Шанс на одужання, сама того не відаючи, їй подарувала новонароджена сестричка. Стовбурові клітини малятка, взяті з пуповини після її народження, виявилися абсолютно імунологічно сумісними з клітинами Кінсі, в той час як ніхто з можливих 9 мільйонів потенційних донорів стовбурових клітин у світі, дані про яких зібрані у світовому Регістрі донорів кровотворних клітин (включаючи її мати), не підходив хворій дівчинці.

    Перша в Європі операція з використанням донорських стовбурових клітин пуповинної крові від сумісного родинного донора була проведена в 1988 р. в Парижі дитині з анемією Фанкони2. Сьогодні дитина живе і процвітає. Цей приклад став одним із багатьох фактів успішного застосування стовбурових клітин пуповинної крові в лікуванні захворювань крові. В цілому стовбурові клітини пуповинної крові були використані більш ніж в 2 тисячах випадків трансплантацій.

    У нашій країні заявлено існування регістра неспоріднених донорів на базі Гематологічного центру, існують також бази даних в Російському інституті гематології та трансфузіології, Санкт-Петербурзькому медичному університеті — це банки даних на донорів, типированных за системою HLA та підписали згоду на здачу стовбурових клітин у разі необхідності (з кісткового мозку або крові). За кордоном в 30 країнах існує понад 50 таких регістрів, багато з яких мають і банки зразків заготовленої та замороженої пуповинної крові. Якщо в національні бази даних можуть звертатися лікарі та родичі хворих, то в міжнародні звертаються зазвичай через лікарів (для цього існує певний порядок, не завжди можливий для росіян).

    Що таке кріобанк?

    Криобанки — це спеціально обладнані сховища стовбурових клітин. В Європі та Америці криобанки стовбурових клітин пуповинної крові почали з’являтися більше 10 років тому. Сьогодні в загальній складності їх 45. У цих банках зберігаються зразки пуповинної крові, заготовлені від новонароджених-донорів, дані про яких включені в Національні Регістри донорів гемопоетичних клітин. Уклавши договір з таким банком, батьки можуть також зберегти «про запас» стовбурові клітини і для своєї дитини. Клітини піддаються ретельному обстеженню, заморожуються за спеціальною програмою і зберігаються в рідкому азоті при температурі — 196°С в стані повного анабіозу і можуть бути використані для лікування самої дитини або його найближчих родичів. Іншими словами, зберігання власних — аутологічних стовбурових клітин — це біологічна страховка для дитини в майбутньому, завдяки якій він має власні здорові «запасні» клітини на випадок серйозної хвороби. Адже відомо, що сьогодні більше 30% людей, які потребують пересадки стовбурових клітин, так і не знаходять відповідний трансплантат.

    Технологія збору

    Маніпуляція здійснюється після народження дитини і пережиму пуповини: перерізається пуповина і кров збирається в стерильний контейнер, що містить антикоагулянт — розчин, який запобігає згортанню крові. Зазвичай обсяг зібраної крові коливається від 60 до 120 мл. Ця процедура не представляє ніякого ризику ні для матері, ні для дитини і може бути проведена як при звичайному перебігу пологів, так і під час пологів шляхом кесаревого розтину. Зібрана пуповинна кров упаковується і поміщається в спеціальний контейнер для перевезення, на який заздалегідь нанесена вся необхідна інформація.

    Сховище стовбурових клітин розроблений спеціально для їх довгострокового зберігання. Воно являє собою резервуар з рідким азотом об’ємом 500 л, оснащений внутрішньою системою для розміщення криобоксов з пробірками. Воно обладнане сигналізацією та комп’ютерною системою, що дозволяє цілодобово стежити за рівнем рідкого азоту і за температурою в сховище. До теперішнього часу досвід зберігання стовбурових клітин налічує 15 років, причому після розморожування клітини зберігають всі свої властивості. Розморожують зразки у водяній бані при температурі 40-41°С протягом 3-5 хвилин. Розморожені клітини повинні бути відразу перелиті реципієнту.

    Строки «життя» зразків пуповинної крові обмежені не стільки тривалістю зберігання, скільки тим, що кількості стовбурових клітин, що містяться в пуповинній крові, зазвичай буває достатньо тільки для трансплантації дітям до 10-14 років. Тому терміни зберігання пуповинної крові, взятої у конкретного новонародженого для можливої трансплантації йому ж, обмежені вказаними рамками. (До речі, пуповинну кров можна використовувати не тільки для самих дітей, але і для їх родичів, які сумісні з ними імунологічно і мають показання для трансплантації і для яких цієї кількості крові буде достатньо).

    Вчені, які займаються дослідженням стовбурових клітин, впевнені, що в найближчому майбутньому сфера їх можливого використання значно збільшиться, оскільки наукові дослідження в цій галузі розвиваються надзвичайно динамічно, і робота по створенню спеціальних банків пуповинної крові в Росії йде інтенсивно. Послуги із зберігання стовбурових клітин пуповинної крові дозволяють в якійсь мірі убезпечити життя дитини, і, можливо, інших членів сім’ї. Як швидко вони приживуться в нашій країні — покаже час, з єдиною обмовкою, що сам шанс збереження «клітин-лікарів» дається батькам тільки один раз — в момент народження дитини.

    1Лейкемия (лейкоз) — захворювання, відоме більшості людей, під назвою «рак крові».
    2Анемия Фанконі — це спадкове захворювання, при якому уражаються стовбурові клітини. Проявляється кровоточивістю, затримкою росту, гормональними порушеннями і схильністю до розвитку лейкемії.

    Любов Фрегатова.
    Д. м. н., професор кафедри гематології, трансфузіології та трансплантології Санкт-Петербурзького ДМУ ім. І. П. Павлова

    Стаття з жовтневого номера журналу.
    Авторська стаття