Стволовые клетки - "лекарство от смерти?"

1. Введение

Актуальность изучения стволовых клеток обусловлена их широким применением в медицине. Человечество всегда искало панацею, то есть лекарство от всех или хотя бы большинства болезней. А за последнее столетие, в эпоху бурного научно-технического развития, не проходит и нескольких лет, чтобы не появилось сообщений, что такое чудодейственно средство обнаружено. За последние десятилетия особым вниманием общественности в этой связи пользуются исследования, связанные со стволовыми клетками, которые многие уже успели окрестить едва ли не «лекарством от смерти». Правда, и противников использования стволовых клеток в медицине также предостаточно.

В данной исследовательской работе будет подробней рассмотрено такое направление исследований, как стволовые клетки. Цель исследования – узнать, что представляют собой эти клетки и действительно ли они способны открыть путь к продлению жизни и выздоровлению человека от серьезных, практически неизлечимых заболеваний? Основные задачи – рассмотреть историю исследований столовых клеток, современное значение и использование их в различных сферах жизни человека.

2. Открытие стволовых клеток.

Стволовая клетка – это незрелая клетка предшественница, способная к многократному делению, самообновлению и развитию в специализированные клетки организма. Они обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях.

Термин "стволовая клетка" впервые ввел в 1908 году русский гистолог из Санкт-Петербурга А.Максимов.

Исследования привели к стройной теории.  

 В так называемом красном костном мозге живут специальные клетки, единственное занятие которых – делиться. После каждого деления получается две клетки, одна из них выбирает карьеру кровяной, а другая подрастает и снова делится. На схематическом изображении делящиеся клетки как бы образуют «ствол», от которого в каждом цикле вбок отходят «веточки» – клетки, приобретающие «профессии». Поэтому Александр Максимов назвал клетку – прародительницу всех клеток крови – стволовой.

Значительный объем исследований стволовых клеток проведен биологами А. Фриденштейном и И.Чертковым в России в 60-х годах прошлого века. Именно они открыли мезенхимальные стволовые клетки (МСК) в костном мозге, обладающие уникальной регенерационной способностью. Открытие это осталось практически незамеченным еще почти полвека. Бум в исследованиях в этой области начался с 1998 года, когда американскими учеными были открыты эмбриональные стволовые клетки человека и показана их способность дифференцироваться практически в любые типы клеток человеческого организма.

Открытие стволовых клеток стоит в одном ряду с такими великими достижениями человечества, как открытие двуспиральной цепочки ДНК или расшифровка генома человека. Журнал Science назвал 1999 год "годом стволовой клетки".

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2007 год присуждена трем ученым: американцам Марио Капекки и Оливеру Смитису и британцу Мартину Эвансу. Они получили награду за достижения в области ген-направленного мутагенеза у мышей с использованием

В 2012 году Нобелевская премия по медицине или физиологии присуждена японскому ученому Синье Яманаке и британскому биологу Джону Гердону за работы по стволовым клеткам и клонированию животных.

3. Уникальность стволовых клеток.

Уникальность и огромное значение стволовых клеток в организме человека заключается в их функциях. Изначально все клетки человека являются одинаковыми, и лишь по мере внутриутробного развития человеческого зародыша, на начальном этапе его жизни и в куда меньшей степени во взрослом возрасте клетки специализируются, становятся клетками скелета, крови, мышечных тканей, нервными клетками и так далее. Стволовые клетки это как раз те самые клетки, которые ещё не приобрели своей специализации, то есть из них в конечном итоге может получиться что угодно, от клеток головного мозга до костей.

Во взрослом организме  стволовые клетки были выявлены во многих органах и тканях,  в головном мозге, костном мозге, периферической крови, кровеносных сосудах, скелетных мышцах, коже, зубах, сердце, кишечнике, печение, эпителии яичников и яичках. Они находятся в особых областях тканей (которые называются нишами стволовых клеток) и могут превратиться в специализированные клетки тканей или органов.

Пока человеческому организму хорошо, стволовые клетки свободно и независимо «блуждают» по его просторам -  они безработные. В нашем организме любой поврежденный орган дает специфические сигналы о каких-либо нарушениях. Стволовые клетки имеют на своей поверхности рецепторы (белки), которые способны улавливать эти сигналы и направляться непосредственно к поврежденному органу. Как только стволовые клетки достигнут очаг воспаления или повреждения, благодаря микроокружению они получат импульс к превращению в клетку именно того органа, который требует помощи.

Основная задача стволовых клеток взрослых в живых организмах - поддерживать и восстанавливать ткани, в которых они находятся.

В настоящее время главную опасность человеческому здоровью представляет элементарная «техническая изношенность» организма: с возрастом, под воздействием, как механического воздействия, так и различных заболеваний, стрессов и тому подобного, самые различные группы клеток в теле человека приходят в негодность. Это может быть разрушение клеток скелета (костей и хрящевых тканей) под воздействием физических нагрузок, разрушение тканей сердечно сосудистой системы под воздействием неправильного образа жизни или наследственности, разрушение клеток нервной системы под воздействием стресса – в общем, что угодно. Количество стволовых клеток за период жизни уменьшается.  Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний лишает организм возможностей самовосстановления. Из-за этого жизнедеятельность тех или иных органов становится менее эффективной.

Количество стволовых клеток:

1. у новорожденного 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч

1. 20-25 дет  – 1 на 100 тысяч
2. 30 лет – 1 на 300 тысяч
3. 50-лет -  1 стволовая клетка   на 500 тысяч.

Где же взять человеку стволовые клетки, чтобы не болеть?

4. Способы получения стволовых клеток.

Стволовые клетки можно вырастить вне организма в особых условиях, а затем ввести обратно и улучшить ваше здоровье, отодвинуть старость, вернуть молодость. Уже сегодня ученые могут получать стволовые клетки, культивировать и направлять их по «нужному пути». Для этого есть несколько способов:

 - Первый - человек может стать донором стволовых клеток для себя самого. Наибольшее их количество находится в костном мозге таза. Они извлекаются при помощи пункции, а затем в лабораторных условиях их особым образом активизируют, наращивают и вводят обратно в организм, где при участии специальных сигнальных веществ они направляются к «больному месту».

- Вторым источником стволовых клеток является пуповинная кровь, собранная после рождения ребенка. Взяв ее из пуповины и поместив в специальное хранилище, стволовые клетки в дальнейшем можно использовать для восстановления практически любой ткани и органа этого человека, а также использовать их для лечения других пациентов при условии совместимости по антигенам.

-Третий источник стволовых клеток – эмбриональные, на 5 – 7 день зародышевого развития эмбрион представляет скопление одинаковых клеток и называется бластоциста. Выделение эмбриональных стволовых клеток неизменно кончается разрушением эмбриона. С одного эмбриона можно получить всего 16-32 эмбриональных стволовых клетки. Чтобы получить их в больших количествах необходимо иметь большое количество беременных женщин-доноров этих клеток. Они наиболее универсальны, по сравнению со стволовыми клетками взрослых людей, и способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток организма.

-Четвертый источник стволовых клеток – фетальные клетки, которые являются абортивный материал 9—12 недели беременности. Этот источник на сегодняшний день используется наиболее часто. Но, помимо этических и юридических трений, фетальные клетки иногда могут вызвать отторжение трансплантата. Кроме того, использование непроверенного абортивного материала чревато заражением пациента вирусным гепатитом, СПИДом, цитомегаловирусом и т. д. Если же проводить диагностику материала на вирусы, увеличивается себестоимость метода, что, в конечном итоге, приводит к росту стоимости самого лечения.

5. Направления использования стволовых клеток.

Лечения стволовыми клетками.

Лечение стволовыми клетками широко применяется для терапии огромного количества заболеваний. Лечение стволовыми клетками путем их трансплантации в кровеносное русло человека уже сегодня используется для врачевания большого числа недугов.

Во время лечения стволовыми клетками пациент получает 200-300 миллионов стволовых клеток и воспроизводимое ими количество простых клеток, количество которых в очень короткий срок уже составляет несколько триллионов. Этот объем простых восстановленных клеток не только перекрывает ежедневные потери, но и в тысячи раз их превосходит. Таким образом, пополняется запас, утраченный организмом за последние 15-20 лет.

При этом стволовые клетки не будут быстро расходоваться – они направляются и сохраняются в так называемых «депо», которые есть во всех органах и тканях. Естественно, что после такого активного пополнения любой орган обновляется и молодеет, потому что новые и активные клетки вытесняют больные и занимают место отмерших клеток.  

Лечение стволовыми клетками восстанавливает иммунитет, улучшают структуру кожи, восстанавливает суставные хрящи, усиливают потенцию. Универсальный механизм действия стволовых клеток лежит в основе лечения многих нарушений функционирования организма.

Уже сегодня стволовые клетки успешно используются при лечении тяжелых наследственных и приобретенных заболеваний, болезней сердца, эндокринной системы, неврологических заболеваний, болезнях печени, желудочно-кишечного тракта и легких, заболеваний мочеполовой и опорно-двигательной систем, заболеваний кожи. Во многих случаях своевременное лечение стволовыми клетками буквально «ставит человека на ноги»!  Достижения в области клеточной медицины делают возможности терапевтического использования стволовых клеток практически безграничными. Появилась реальная надежда на излечение огромного количества самых разнообразных заболеваний.

Трансплантацию стволовых клеток крови в России осуществляют  в больницах и исследовательских институтах городов:

Москва Санкт – Петербург Екатеринбург Новосибирск Самара Ярославль

Стоимость лечения стволовыми клетками в России колеблется в пределах 250 -300 тысяч рублей. Как правило, в эту сумму не входит стоимость процедуры по получению стволовых клеток, например, забор жира. Если стволовые клетки вводятся хирургическим путём, то есть проводится операция, придется заплатить отдельно за операцию.

Выращивание органов из стволовых клеток.

Фантастические идеи о синтезе человеческих органов уже превращаются в реальность ближайшего будущего.

2. 2004 году японские ученые впервые в мире вырастили структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из стволовых клеток
3. 2005 году американские ученые впервые вырастили полноценные клетки головного мозга
4. 2005 году ученым удалось воспроизвести нервную стволовую клетку
5. 2006 году швейцарсцкие ученые вырастили из стволовых клеток клапаны человеческого сердца
6. 2006 году британские ученые вырастили из стволовых клеток ткани печени
7. 2006 году в США впервые выращен сложный человеческий орган - мочевой пузырь
8. 2006 году американским ученым удалось получить из стволовых клеток клетки мышц
9. 2007 году стволовые клетки помогли британским ученым создать часть сердца человека
10. 2007 году японские ученые вырастили из стволовых клеток роговицу глаза
11. 2007 году британские ученые получили сперму из стволовых клеток
12. 2007 году японские ученые вырастили зуб из стволовых клеток
13. 2008 году американские ученые смогли вырастить новое сердце на каркасе от старого

Ревитализация.

Омоложение стволовыми клетками – это еще один способ применения уникальных «ремонтников» организма.

Ревитализация - это новейший метод омоложения с использованием стволовых клеток, позволяющий восстанавливать начинающиеся повреждения в органах и тканях. Слово "ревитализация" (от латинского "vita" - жизнь) буквально можно толковать как "возвращение жизни".

Ревитализация направлена на торможение процессов старения и восстановление всего организма на прежний, биологически молодой и активный функциональный уровень. При дополнительном введении в организм стволовых клеток происходит двойной эффект: во-первых, вновь поступившие клетки начинают сами интенсивно работать, регенерируя и оживляя стареющие органы и ткани, а во-вторых, они запускают механизм, способствующий омоложению и активизации уже существующих в организме стволовых клеток.

Для омоложения лучше всего подходят собственные стволовые клетки, клеточный коктейль вводят сначала внутривенно, затем подкожно - в область живота. Однако результатов процедуры придется ждать долго 8-10 месяцев.

Медицинская косметология особые области применения стволовых клеток. Только открытие стволовых клеток помогло косметологам по-настоящему решить проблему старения кожи и освоить новые методики омоложения лица. Уникальными средствами в борьбе с морщинами стала мезотерапия -это инъекционная методика, заключающаяся в выполнении множественных, очень поверхностных инъекций. Первый эффект омоложения лица становится заметным уже через несколько дней и сохраняется на длительный срок : появляется лифтинговый эффект, улучшается тонус, увлажненность и цвет кожи, разглаживаются морщины, исчезает угревая сыпь, изменяется рельеф кожи,исчезает пигментация. В итоге возникает кардинальное омоложение кожи и всего организма. Стоимость одной процедуры мезотерапии в московской клинике - от 18 000 до 30 000 рублей. Всего же на курс делается от 5 до 10 процедур мезотерапии.

6. Хранение стволовых клеток.

Банк стволовых клеток — это место, где под надежным присмотром находятся «охранные грамоты» будущего поколения. Работают такие банки в нашей стране уже более 5 лет. Маленькие пробирочки, замороженные до состояния почти абсолютного нуля, содержат в себе стволовые клетки тех детишек, чьи родители верят в возможности медицины 21-го века. А в том, что она будет клеточной, нет никаких сомнений. Уже сейчас стволовые клетки — именные и донорские — помогают многим людям с тяжелыми патологиями крови, диабетом, аутоиммунными заболеваниями, болезнями обмена и др. До недавнего времени эти болезни считались неизлечимыми. Но теперь, в эру клеточной медицины, они могут быть вылечены навсегда.

Все банки крови делятся на два типа — донорские банки-регистры и «именные», или «семейные», банки.

В первых хранятся безымянные образцы крови и ее производных: лейкоцитарной массы, плазмы, стволовых клеток. Когда врачам нужна кровь для переливания или неродственные стволовые клетки для пересадки, они обращаются именно сюда.

Вторая категория банков крови — семейные. Здесь каждый образец имеет свою фамилию и имя, а также уникальный штрих код, благодаря которому он никогда не потеряется в массе других образцов.

Стоимость забора и хранения стволовых клеток только в течение одного года сейчас – 40 - 45 тыс. руб., в Петербурге – 41 тыс. руб. А хранить клетки в дееспособном состоянии научились до 15 лет.  

Вы можете сдать небольшое количество жира или костного мозга при местной анестезии - это не займет много времени и не оставит никаких следов на теле. Из этого материала будут выращены ваши стволовые клетки, затем они помещаются в специальный контейнер, маркируются кодом с информацией о Вас, проходят заморозку жидким азотом и размещаются на постоянное хранение в специализированную лабораторию.  

На сегодняшний день самым доступным и подходящим источником стволовых клеток является именно пуповинная кровь. Вся процедура забора пуповинной крови занимает не более нескольких минут в период после рождения ребенка. Контейнер, содержащий пуповинную кровь, попадет в лабораторию, в соответствии с требованиями российских и международных стандартов будут проведены определенные тесты. Собранные клетки подвергаются криокрнсервации, заморозке жидким азотом до -1960С. Срок хранения стволовых клеток не ограничен, и после размораживания они не теряют своих качеств безотносительно того, сколько лет они «ждали своего часа» - год или 50 лет. После того как кровь закладывается на хранение, женщине выдается паспорт государственного образца, по этому документу можно получить доступ к «своей» крови в любое время дня и ночи, в будни и праздники.

До тех пор пока нынешнему новорожденному не исполнится 18 лет, его стволовыми клетками распоряжаются родители. После совершеннолетия хозяином становится сам ребенок, и он может распоряжаться своими стволовыми клетками по собственному усмотрению.

7. Заключение.

На сегодняшний момент клеточные технологии – это технологии будущего, весьма перспективное направление. Однако в перспективе использование таких технологий сможет не только продлить людям жизнь, способствуя, например, реабилитации после инфаркта или инсульта, но и улучшить качество жизни в пожилом возрасте путем своевременной профилактики возрастных заболеваний. Очевидно, что список болезней, при которых стволовые клетки окажутся одним из основных или даже единственным способом лечения, будет расти. Ученые продолжают работать над расширением областей применения стволовых клеток.

Актуальность проблемы стволовых клеток не вызывает сомнений, ведь их потенциал только начинает использоваться наукой. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации взамен донорских или искусственных органов. Преимущество стволовых клеток состоит в том, что их можно вырастить из клеток самого пациента, и они не будут вызывать отторжения. Потребности медицины в таком материале практически неограниченны.

Однако, несмотря на перспективность и успешность современных исследований в области стволовых клеток, не стоит забывать, что отрицательное влияние стволовых клеток на организм человека плохо изучено и учёные пока не могут точно говорить о его существовании или отсутствии. Кроме того, необходимо учитывать морально-этические проблемы, возникающие при использовании стволовых клеток, а так же вопросы, связанные с законностью получения и применения стволовых клеток.

Список литературы:

1.Кухарчук А.Л., Радченко В.В., Сирман В.М. Стволовые клетки. Эксперимент, теория, клиника  2004г.

2.http://www.nazdor.ru/topics/medicine/western/current/468974/

3.http://www.bibliotekar.ru/index.files/5stvolovye.htm

4. http://sciencevsaging.org/ru/node/99