Ліки з пуповини - перспектива використання стовбурових клітин.

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. Проте перше припущення про існування стовбурових клітин було висловлено саме російським ученим. У 1909 р. професор Військової медико-хірургічної академії Санкт-Петербурга О. 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. Трохи пізніше професор московського НДІ епідеміології і мікробіології ім. М. Ф. Гамалії А. Я. Фріденштейн 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 стволові клітини?

Єдиного терміна для назви цих універсальних клітин 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 в усі види клітин дорослих тканин, наприклад в клітини 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 і т.д.), і не здатні ділитися необмежено. Перетворення стовбурових клітин на диференційовані відбувається під дією клітин та субстратів, що оточують стволову клітку, 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. "Починка" організму за допомогою стовбурових клітин відбувається наступним чином: коли в якій-то 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, у свою чергу, зі струмом крові надходять до потерпілого 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 і аутоімунні хвороби. З цим пов'язане те, що метод пересадки гемопоетичних стовбурових клітин, тобто клітин-родоначальників системи кровотворення, стає рутинним методом лікування цієї важкої групи хвороб. Як не сумна статистика, але у 1 дитини з 600 у віці 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 (стані, при якому порушується кровопостачання ділянки серцевого м'яза) кістковий мозок хворого починає відразу викидати в кров стовбурові клітини, але для ефективного відновлення тканини серцевого м'яза їх кількості звичайно недостатньо. В даний час ведуться дослідження з імплантації стовбурових клітин в зону серцевого м'яза, пошкоджену при інфаркті міокарда. Такі операції проведені, наприклад, у Бельгії, Німеччині. При цьому пацієнтові 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 пошкодженій області.

Способи отримання стовбурових клітин

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

  1. 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.
  2. З периферичної крові. Апарати - фракціонатори клітин крові - приєднуються до вен 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 більш доріг, тому що він вимагає використання дорогої апаратури і факторів росту.
  3. 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 - системі HLA, трансплантують.

Кількість стовбурових клітин , які розпізнаються з виявлення на їх поверхні певних антигенних структур, одержуваних при заготівлі матеріалу для трансплантації з кісткового мозку, заготовленого від донора чи хворого, не перевищує звичайно 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 пупкової вени 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, і він не потребує будь-якого контакту з матір'ю та 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 на гостру форму лейкеміі1. 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 в світі, дані про які 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 Фанконі2. Сьогодні дитина жива й здорова. Цей приклад став одним з багатьох фактів успішного застосування стовбурових клітин пуповинної крові в лікуванні захворювань крові. У цілому стовбурові клітини пуповинної крові були використані більш ніж в 2 тисячах випадків трансплантацій.

У нашій країні заявлено існування регістру 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, тіпірованних за системою HLA і підписали згоду на здачу стовбурових клітин у разі необхідності (з кісткового мозку або крові). За кордоном у 30 країнах існує понад 50 таких регістрів, багато з яких мають і банки зразків заготовленої і замороженої пуповинної крові. Якщо до національних баз 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?

Кріобанк - це спеціально обладнані сховища стовбурових клітин. У Європі та Америці кріобанк 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 які включені до Національних Регістри донорів гемопоетичних клітин. Уклавши договір з таким банком, батьки можуть також зберегти "про запас" стовбурові клітини й для своєї дитини. Клітини піддаються ретельному обстеженню, заморожуються за спеціальною програмою і зберігаються в рідкому азоті при температурі - 196 ° С у стані повного анабіозу і можуть бути використані для лікування самої дитини чи її найближчих родичів. Іншими словами, зберігання власних - аутологічних стовбурових клітин - це біологічна страховка для дитини в майбутньому, завдяки якій він має власні здорові "запасні" клітки 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 пережатия пуповини: пуповина перерізується і кров збирається в стерильний контейнер, містить антикоагулянт - розчин, що запобігає згортання крові. Зазвичай обсяг зібраної крові коливається від 60 до 120 мл. Ця процедура не має ніякого ризику ні для матері, ні для дитини і може бути оплачено як при звичайному перебігу пологів, так і при пологах шляхом кесаревого розтину. Зібрана пуповинна кров упаковується і поміщається в спеціальний контейнер для перевезення, на який заздалегідь нанесена вся необхідна інформація.

Сховище стовбурових клітин розроблено спеціально для їх довгострокового зберігання. Воно являє собою резервуар з рідким азотом об'ємом 500 л, оснащений внутрішньою системою для розміщення кріобоксов 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.

Терміни "життя" зразків пуповинної крові обмежені не стільки тривалістю зберігання, а й тим, що кількості стовбурових клітин, що містяться в пуповинній крові, зазвичай буває достатньо тільки для трансплантації дітям до 10 -14 років. Тому строки зберігання пуповинної крові, взятої у конкретного новонародженого для можливої ??трансплантації йому ж, обмежені зазначеними рамками. (До речі, пуповинну кров можна використовувати не тільки для самих дітей, а й для їхніх родичів, які сумісні з ними імунологічно і мають показання для трансплантації і для яких кількості цієї крові буде достатньо).

Вчені, які займаються дослідженням стовбурових клітин, впевнені, що в найближчому майбутньому сфера їх можливого використання значно збільшиться, тому що наукові дослідження в цій області розвиваються надзвичайно динамічно, і робота зі створення спеціальних банків пуповинної крові в Росії йде інтенсивно. Послуги зі 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 єдиним застереженням, що сам шанс збереження "клітин-лікарів" дається батькам тільки один раз - у момент народження дитини.

1Лейкемія (лейкоз) - захворювання, відоме більшості людей, під назвою "рак крові".
2Анемія Фанконі - спадкове захворювання, при якому уражаються стовбурові клітини. Виявляється 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.