Полагаем, что всем ясно и понятно, что физиологический потенциал вновь введенных СК неизмеримо велик и может расходоваться на протяжении многих лет даже при однократной процедуре! Важнейшим свойством СК является их способность превращаться в клетки тех органов и тканей, которые действительно требуют регенерации и обновления, а также отсутствие специализации. Перед учеными встала задача вырастить клетки, дочерние по отношению к СК, в пробирке: такая методика позволила бы практически неограниченно получать биоматериал для латания всяческих дыр и прорех в человеческом организме и не вступать при этом в особые противоречия с морально-этическими парадигмами. Естественно, задача эта не их простых, но зато результат, коль скоро он будет получен, обещает совершенно фантастические перспективы!

В настоящее время генетикам и генным инженерам удалось добиться некоторых результатов: они вырастили в искусственной лабораторной среде из ЭСК кератиноциты – составляющие наш кожный покров клетки, синтезирующие кератин.

Говард Грин, в прошлом создатель методики выращивания из клеток пациента новой кожи в пробирке для пересадки, со своими коллегами из Гарвардского университета поставил перед собой цель вырастить из ЭСК кератиноциты. Однако оказалось не так-то просто «уговорить» СК, вырастая, превращаться в клетки кожи. А те, которые стали клетками кожи, плохо росли по сравнению с клетками кожи донора.

СК оказались настолько несовершенными, что, для того чтобы вызвать достаточный рост кератиноцита, исследователям пришлось вводить в них генетический материал вируса папилломы человека, вызывающего рак кожи. Этот дополнительный генетический материал культивировал СК, а одна линия СК даже образовала некое подобие кожи – связанные между собой дочерние клетки.

Хотя полученные из СК клетки кератиноцита показали по всем тестам соответствие клеткам кожи, тем не менее, они вели себя не совсем так, как ведут нормальные клетки кожи. Кроме того, клетки кожи, полученные из СК, не распознавались организмом. «Обычно предполагается, что типы клеток, которые люди ищут в эмбриональных СК, идентичны тем, которые нам знакомы по изучению «взрослого» материала, – говорит Говард Грин. – Но в случае с кератиноцитом дело обстоит не так, и это далеко не исключение». Исследователи столкнулись с более серьезными проблемами, чем представляли ранее.

В кератиноцит мог внедриться вирусный ген. А это означает, что кожа, выращенная из СК, вряд ли когда будет использоваться в качестве имплантата.

Почему организм сам не лечит себя своими же СК?

Возникает вопрос, почему, имея клетки, способные восстановить любую ткань, наш организм не пользуется ими при наиболее массивных и опасных повреждениях. Так, при инфаркте на месте омертвевшего участка сердечной мышцы возникает не новая мышечная ткань, а грубый рубец из соединительной ткани, неспособный ни сокращаться, ни проводить сигналы. Такой же шрам развивается на месте любого достаточно обширного ранения – хотя с помощью СК можно было бы не только восстановить нормальные кожные покровы, но даже заново отрастить утраченную конечность! Что же происходит на самом деле? Получив сигнал о повреждении, СК начинают ускоренно размножаться. Но стромальные клетки слишком малочисленны. Сразу же после инфаркта костный мозг начинает выбрасывать в кровь СК, но их содержание в крови достигает максимума только на 6-й день. К этому времени в зоне инфаркта уже формируется рубец: защитные механизмы нашего тела не рассчитаны на палату интенсивной терапии, где можно в покое и безопасности заращивать дырку в миокарде. Они исходят из того, что подобные травмы угрожают организму быстрой смертью, и стромальные клетки пытаются хоть как-то спасти поврежденный миокард. Основной целью клеточной терапии в случае инфаркта миокарда и сердечной недостаточности является повышение «клеточности» формирующейся рубцовой ткани и образование новых капилляров, питающих ишемизированную сердечную мышцу, также немалое значение имеет и сохранение старых или образование новых кардиомиоцитов.

Особенности применения клеточной терапии при лечении сердечных болезней

Мы уже упоминали об успехах питерских кардиологов в лечении порозов-сердца с помощью СК. Поподробнее рассмотрим вопрос применения клеточной терапии в кардиохирургии.

Как всегда, прежде чем приступить к лечению людей, новые методы опробуются на животных. Оказалось, что введение стромальных клеток костного мозга в зону повреждения сердечной мышцы (зону инфаркта) практически полностью устраняет явления послеинфарктной сердечной недостаточности у экспериментальных животных. Например, стромальные клетки, введенные свиньям-«инфарктникам», уже через 8 недель полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы; восстанавливая ее функции практически полностью. Результаты такого лечения инфаркта у животных просто поразительны. И это дало основания ждать успеха от применения СК при лечении людей.

Американские исследователи вырастили СК мышечной ткани (миобласты) из бедренных мышц 72-летнего пациента-инфарктника. Затем эти клетки ввели ему непосредственно в зону инфаркта. Вследствие этого у больного было отмечено значительное улучшение сократительной способности сердца.

Опытным путем кардиохирурги выяснили, что стромальные клетки полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы, восстанавливая ее функции. Мезенхимальные СК костного мозга активно внедряются в кардиохирургическую клинику. За последние 2-3 года опубликовано около 20 клинических работ по восстановлению свойств сердечной мышцы после инфаркта методом прямого клеточного введения. Результаты работ указывают на необходимость начала широких клинических испытаний метода.

Интересные эксперименты провели израильские ученые из Технологического института совместно с американскими коллегами. Они вырастили популяцию кардиомиоцитов, используя эмбриональные клетки человека. После этого кардиомиоциты пересадили их в сердечную ткань. Пересаженные клетки стали проявлять способность водителей ритма (пейс-мейкеров). Во время эксперимента выяснилось, что у шести пациентов, имеющих замедленный сердечный ритм, стала наблюдаться его нормализация.

Данная техника, как считают исследователи, может применяться к людям, страдающим некоторыми видами аритмии. Ведь обычные традиционные кардиостимуляторы имеют ряд недостатков, и главный из них – зависимость от источника питания. Также работа прибора нарушается при использовании различных радиотехнических средств, например мобильных телефонов. Натуральные кардиостимуляторы являются идеальной альтернативой в лечении аритмий человека.

В Далласе на научных слушаниях Американской ассоциации лечения болезней сердца были представлены итоги промежуточных клинических испытаний. Эти данные невольно вызвали восхищение. У пациентов, прошедших лечение, улучшились все показатели сердечной деятельности даже при физической нагрузке. Презентовавший эти выводы директор отдела кардиологии в Медицинском центре Рабина в Израиле в своем выступлении отметил: «Эти результаты отражают крупный шаг вперед в безопасности и эффективности терапии и продемонстрировали надежность клеточного производственного процесса. Более того, они иллюстрируют преимущества и низкий риск такой терапии для пациентов».

Становится уже практикой выращивание популяций взрослых СК в ходе лабораторного процесса. Полученные из небольшого объема крови пациента СК изолируются, расширяются и дифференцируются.

Эта технология основана на ангигенных исходных клетках (АСР), клетках, способных стимулировать формирование кровяных сосудов и мышечной ткани в сердце. Клеточные биологи и иммунологи лаборатории получают АСР из крови пациента, полученной в ходе процедуры, похожей на обычную сдачу крови. Таким образом, в будущем ученые надеются решать многие медицинские проблемы.

Несмотря на то, что в кардиохирургии клеточная терапия уже заняла достойное место, исследования СК в этой области еще далеко не закончены и результаты их неоднозначны. Для клеточной кардиомиопластики уже давно с переменным успехом применялись различные клеточные типы: аутологичные и донорские мезенхимальные СК, мононуклеары костного мозга и периферической крови, миобласты, фибробласты, а также эмбриональные СК. Некоторые из экспериментов с участием этих культур не дали никаких результатов, как, например, использование эмбриональных СК. Другие в ряде случаев (имплантация миобластов) выявили ухудшение состояния пациентов в результате развития злокачественных аритмий. На сегодняшний день отсутствуют данные многоцентровых клинических исследований, которые подтвердили бы или опровергли безопасность и эффективность применения мезенхимальных СК.

По мнению Амита Пейтела, директора Центра Клеточной Кардиотерапии в Питтсбургском университете, помощь СК может заключаться и в предоставлении притока свежих митохондрий и обеспечении более сильных и синхронных сокращений.

Другие же ученые, например директор НИИ Сердечно-сосудистых заболевания при Нью-Йоркском Медицинском Колледже Пьеро Анверс, уверен, что СК имеют свойство транедифференцироваться в кардиомиоциты и коронарные.

– Мне кажется более логичным, что клетки из костного мозга дифференцировались в новые миоциты, чем то, что они слились со старыми миоцитами, обеспечив тем самым изменение их свойств в лучшую сторону, – говорит он.

Однако механизм обеспечения такого эффекта продолжает оставаться для ученых загадкой. Трансформируются ли СК в клетки сердечной мышцы? Они просто сливаются с клетками сердечной мышцы, или введение СК стимулирует выброс неких веществ, способствующих восстановлению сердца?

Для того чтобы более полно разобраться в этом вопросе, исследователи решили провести еще один эксперимент. В одну половину левого желудочка больных, ожидающих пересадки сердца, вводятся СК. Во вторую половину левого желудочка вводится раствор плацебо. После трансплантации планируется детально исследовать извлеченное сердце и выяснить, что же произошло со СК. Сейчас ученые уже имеют предварительные ¦ данные по 3 сердцам. Они позволяют утверждать, что СК сливаются с больными клетками сердца, в результате чего в районе введения клеток создается много клеток, имеющих по 2 ядра.

В США эта методика все еще находится на стадии клинических испытаний, хотя в некоторых других странах она уже успешно практикуется. К примеру, в декабре 2005 г. Амит Пейтел, директор Центра клеточной кардиотерапии в Питтсбургском университете (США), успешно излечил в Таиланде гавайского певца Дон Хо. 75-летнему Хо была показана пересадка сердца, однако после терапии его состояние улучшилось настолько, что он может теперь выступать по 2 раза в неделю.

Одному из пациентов после инфаркта было рекомендовано дорогостоящее шунтирование. Альтернативой была трансплантация СК, при помощи которых можно было очистить сосуды и восстановить работу сердца. Клетки взяли у самого пациента из берцовой кости. В течение 10 дней их выращивали в лабораторных условиях, а затем прокапали больному. Через полгода у пациента прошла одышка, возобновилось хорошее самочувствие, а сделанное УЗИ показало, что восстановилась область аневризмы.

У 29-летней жительницы Пенсильвании Жаннин после родов обострилась кардиомиопатия. При этом заболевании сердце перемещает при каждом ударе всего лишь половину объема крови, которое должно перемещать здоровое сердце. Больная случайно узнала о применении СК. В результате Жаннин стала одной из первых пациенток в мире, в сердце которой были имплантированы СК, полученные из собственной крови по разработанному в Израиле методу.

16-летнему жителю штата Мичиган по имени Димитрий Бонвилль в результате несчастного случая в сердце попал гвоздь из строительного пистолета. Когда подростка после несчастного случая привезли в больницу, хирурги немедленно извлекли из его сердца трехдюймовый гвоздь и зашили дыру, которую он проделал. Но скоро стало понятно, что положение обострилось в результате нарушения сердечной деятельности, которое спровоцировала эта травма. Обследовав сердце мальчика, врачи установили, что оно работает только на 25% своей мощности. Время было упущено, и применять традиционные средства лечения сердечных приступов уже было невозможно. Врачи из больницы Бомонт, Роял Оак под руководством докторов Синди Грайнс и Уильяма О'Нейлла решили собрать СК из собственной крови Бонвилля, а не из костного мозга, для того чтобы с помощью этих клеток восстановить его сердце. Больному срочно сделали операцию, в ходе которой использовали его собственные СК. Через 5 дней после пересадки СК мощность сердца возросла до 35%. По мнению врачей, восстановление сердечной деятельности будет продолжаться. Похожие операции уже с успехом проводились, но в них использовались в основном СК из костного мозга больного. В данном же случае СК добывали из крови, что значительно проще и менее болезненно.