Трансплантация стволовых клеток

Что такое стволовые клетки?

• они неспециализированны — это означает, что они не обладают конечной функцией в организме, в отличие от других, специализированных, клеток, выполняющих те или иные профильные функции, как например клетки мышц;
• они могут делиться и обновляться в течение длительного периода времени — это называется пролиферацией;
• при определенных условиях они способны развиться в клетки со специальными функциями — это называется дифференциацией .Например, стволовые клетки обладают потенциалом дифференцироваться в мышечные клетки сердца, клетки, которые производят инсулин в поджелудочной железе или нервные клетки в головном мозге.

Существуют два основных вида стволовых клеток — эмбриональные стволовые клетки и стволовые клетки взрослого человека.

Эмбриональные стволовые клетки

Как следует из названия, эмбриональные стволовые клетки — клетки развивающегося эмбриона. Эти клетки способны превращаться в клетки всех типов, входящих в состав тканей и органов человеческого тела, таких как сердце, кожу и головной мозг.

Стволовые клетки взрослого человека

Количество стволовых клеток, находящихся в организме взрослого человека значительно меньше, чем в эмбрионе. Стволовые клетки можно обнаружить в некоторых тканях и органах взрослого организма , включая костный мозг, кровь и головной мозг. Роль стволовых клеток заключается в восстановлении и ремонте клеток, которые были утрачены в результате травмы, болезни или возрастных изменений.

Стволовые клетки взрослого человека более ограничены с точки зрения возможности образовывать специализированные клетки тканей и органов: они обычно генерируют типы клеток ткани, в которой они находятся. Вот некоторые примеры:

• Кровообразующие (кроветворные) стволовые клетки — находятся в костном мозге, в крови, а также в пуповине новорожденных. Они способны дифференцироваться в различные типы клеток крови, включая эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
• Стромальные стволовые клетки — находятся в костном мозге. Они дифференцируются в клетки тканей, включая костную, хрящевую, а также жировые клетки.
• Нервные стволовые клетки — находятся в головном мозге. Нервные стволовые клетки могут «воспроизвести» основные типы клеток головного мозга, в том числе нейроны (нервные клетки) и олигодендроциты (клетки, образующие миелиновую оболочку).

Потенциал использования стволовых клеток

Эмбриональные стволовые клетки

Исследование эмбриональных стволовых клеток человека началось лишь в 1998 году, тогда ученые обнаружили, каким образом можно выделить стволовые клетки из эмбрионов и выращивать их в лабораторных условиях. Эмбриональные стволовые клетки, или как их называют, плюрипотентные СК, могут дифференцироваться в любой тип клеток человеческого организма (а их около 350).

Однако, на сегодняшний день, клиническое применение эмбриональных стволовых клеток не возможно, т.к. ученые пока не могут определить факторы, которые контролируют, когда стволовые клетки начинают дифференцироваться и собственно в какой именно тип специализированных клеток они превратятся.

Стволовые клетки взрослого человека

Исследования стволовых клеток, которые находятся в организме взрослого человека начались раньше, в 1960-х годах. Например, кроветворные стволовые клетки, которые находятся в костном мозге, уже около тридцати лет применяются в трансплантологии для лечения таких заболеваний крови, как лейкемия (рак крови).

За несколько десятилетий исследований, стволовые клетки в организме взрослого человека были обнаружены в таких тканях, в которых изначально нахождение СК учеными не предполагалось. Первоначально стволовые клетки взрослого считались мультипотентными , предполагалось, что они способны дифференцироваться только в определенные типы клеток. Тем не менее, эксперименты последних лет показали, что некоторые (но не все) стволовые клетки взрослого человека могут быть плюрипотентными.Эта способность некоторых стволовых клеток взрослого развиваться в большее количество типов клеток, чем ожидалось, получила название пластичность.

Ниже приведены примеры пластичности стволовых клеток:

• стволовые клетки головного мозга, которые могут дифференцироваться в клетки крови;
• стромальные клетки костного мозга, которые могут стать клетками сердечной мышцы;
• кроветворные стволовые клетки, которые могут развиваться в клетки печени.

Сейчас ученые пытаются найти способы выращивания стволовых клеток нужного типа в лабораторных условиях. Они пытаются научиться манипулировать процессом дифференциации СК для того, чтобы применять терапию СК при различных заболеваниях.

Исследования стволовых клеток и рассеянный склероз

Стволовые клетки, вряд ли когда-либо будут использованы для «выращивания» целых органов, но, потенциально, они могут восстановить поврежденные органы и ткани. Эти теоретические основы стали базовыми для использования стволовых клеток в лечении рассеянного склероза. Учеными были выдвинуты три основные теории относительно лечения РС стволовыми клетками:

1. стволовые клетки могут развиваться в нейроны (клетки головного и спинного мозга, которые повреждаются при рассеянном склерозе);
2. стволовые клетки могут развиваться в олигодендроциты и восстанавливать повреждения миелина;
3. стволовые клетки могут модулировать иммунную систему, тем самым предотвращая патологические аутоиммунные процессы при рассеянном склерозе.

Однако, прежде чем лечение стволовыми клетками станет одним из видов терапии рассеянного склероза, необходима огромная исследовательская работа, результатом которой станет в том числе и умение контролировать процессы дифференциации и размножения стволовых клеток, и соответственно, безопасность пациентов.

Возможные риски лечения стволовыми клетками

Многообещающий потенциал результативного лечения стволовыми клетками уравновешивается рисками, которые ученым еще предстоит оценить и преодолеть. К ним относятся:

Нежелательное развитие клеток

Для трансплантации необходимо большое количество клеток. Например, эмбриональные стволовые клетки легко могут быть выращены в лабораторных условиях, однако специалистами на сегодняшний день не преодолен риск неконтролируемого развития этих клеток и возможного роста различных опухолей. Кроме того, трансплантация эмбриональных стволовых клеток, всегда будет аллогенной трансплантацией (см. ниже), следовательно, велик риск отторжения этих клеток.
Поэтому терапия эмбриональными стволовыми клетками в настоящее время не применяется. Стволовые клетки в тканях взрослого человека встречаются редко и методы их успешного выращивания в лабораторных условиях пока не разработаны.

Иммунное отторжение

Существует два основных вида трансплантации стволовых клеток:

• аутологичная трансплантация — реципиент получает собственные стволовые клетки;
• аллогенная трансплантация — реципиент получает стволовые клетки от донора.

При аутотрансплантации клетки не будут отторгнуты, т.к. иммунная система человека получает при трансплантации свои собственные клетки. Тем не менее, при аллогенной трансплантации существует риск иммунного отторжения, т.к. иммунная система будет воспринимать эти клетки как «чужеродные» и бороться с ними.

Подавление иммунной системы до трансплантации

Обычно перед трансплантацией, с помощью химиотерапевтических препаратов, подавляется собственная иммунная система пациента. Используемые препараты, как правило, очень токсичны для организма.

В целом, специалисты сходятся во мнении, что для того, чтобы лечение стволовыми клетками, вошло в привычную практику, понадобится еще не один год. Остается еще достаточное количество проблем и вопросов, решение которых, еще предстоит найти, в частности ученым еще предстоит научиться:

• выращивать достаточное для трансплантации количество стволовых клеток ;
• успешно контролировать, превращение стволовых клеток в требуемый тип клеток;
• контролировать и влиять на процессы интеграции пересаженных клеток, их выживаемость и процессы «целевой доставки» к поврежденным тканям и органам;
• сводить к минимуму нежелательные побочные эффекты и риски.

Клинические исследования трансплантации стволовых клеток при РС

Метод лечения рассеянного склероза с помощью трансплантации стволовых клеток достаточно нов. Небольшие клинические исследования трансплантации стволовых клеток больным рассеянным склерозом были проведены в Европе, Соединенных Штатах и России. В этих исследованиях изучались преимущества трансплантации гемопоэтических (клетки, из которых затем формируются различные клетки крови) стволовых клеток, полученных из костного мозга или крови участников, т.е. аутотрансплантации стволовых клеток взрослого организма.

Эти исследования были начаты после того, как было замечено, что у нескольких пациентов, больных РС, у которых развилась лейкемия (рак крови), лечение рака с помощью стволовых клеток, привело к улучшениям со стороны нервной системы. Ученые предположили, что если путем химиотерапии и облучения ликвидировать аутоагрессивные клетки (такие как Т-лимфоциты), которые повреждают миелин, а потом путем трансплантации стволовых клеток «вырастить» новый, не аутоагрессивный (ауторезистентный) клон этих клеток, то в дальнейшем можно ожидать приостановление патологических процессов демиелинизации.

С 1995 года в рамках клинических исследований (КИ) были проведены трансплантации собственных стволовых клеток более чем 200-м больным рассеянным склерозом. Поскольку в этих исследованиях участвовало немного больных рассеянным склерозом, эти исследования были классифицированы как I/II фаза КИ. Во всех этих исследованиях участники прошли интенсивную химиотерапию с целью подавления иммунной системы в течение недели до «пересадки» стволовых клеток.

Ниже приведены опубликованные результаты некоторых клинических исследований:

Европейская группа по трансплантации костного мозга (EBMT)

В 2002 году Европейская группа по трансплантации костного мозга провела всесторонний анализ данных о 85 пациентах, больных рассеянным склерозом, которым была проведена трансплантация стволовых клеток . Поскольку учеными анализировались результаты различных исследований, методы подавления иммунной системы, реинфузии стволовых клеток не были одинаковым для всех 85 человек.

Анализ показал, что трансплантация гемопоэтических стволовых клеток является потенциально эффективным методом лечения некоторых больных рассеянным склерозом. По данным МРТ у большинства пациентов отсутствовала активность РС. Менее однозначным было влияние трансплантации на стабилизацию симптоматики и клиническое прогрессирование заболевания. Ученые отметили, что процедура пересадки СК связана с 5% риском смертности.

Итальянская группа по трансплантации костного мозга

В декабре 2005 года были опубликованы результаты II фазы клинического исследования проведенного итальянскими учеными. В этом исследовании принял участие 21 больной РС, которые начали испытывать трудности при ходьбе (EDSS 5,0-6,5), состояние которых быстро ухудшалось и они не реагировали на стандартное лечение рассеянного склероза. После трансплантации состояние 20 человек стабилизировалось или улучшилось. Состояние одного участника также улучшилось на начальном этапе, однако стало ухудшаться через девять месяцев после процедуры.

Голландия, медицинский центр Erasmus

В январе 2006 года группа специалистов из Голландии сообщила о результатах аутотрансплантации стволовых клеток у 14 пациентов с рассеянным склерозом (EDSS 5,0-6,5). На протяжении 36 месяцев после трансплантации состояние трех пациентов стабилизировалось, двух — улучшилось. Однако, состояние девяти пациентов ухудшилось, шесть утратили способность ходить.

США, Чикаго, отделение иммунотерапии Университета Northwestern

В этом исследовании принимали участие 21 человек с рецидивирующе-ремиттирующим РС, у которых, несмотря на лечение бета-интерфероном, в течение года, предшествующего трансплантации, было два и более рецидива. После трансплантации ученые наблюдали за состоянием этих пациентов в течение трех лет. В соответствии с оценкой по шкале EDSS, состояние всех участников не ухудшилось, состояние 17 больных улучшилось, по крайней мере на один балл. У 16 человек после лечения стволовыми клетками не было отмечено клинических рецидивов.

Россия

В России операции по пересадке стволовых клеток проводятся в Главном военном клиническом госпитале имени академика Н.Н.Бурденко в Москве , в Военно-Медицинской Академии в Санкт-Петербурге, в Институте клинической иммунологии в Новосибирске, в Санкт-Петербургском государственном медицинском университете имени академика И.П. Павлова

Частная медицина, медицинский туризм

В прессе и в интернете часто встречается реклама клиник, которые предлагают лечение рассеянного склероза стволовыми клетками на коммерческой основе. Европейские специалисты занимают достаточно жесткую позицию в отношении подобных предложений. Например, группа британских врачей и ученых предупредила о рисках для здоровья и финансовых рисках при лечении стволовыми клетками в любых частных клиниках. С 2007 года голландские власти ввели новые правила, которые запрещают коммерческое лечение стволовыми клетками, как лечение с недоказанной эффективностью:

медицинские центры предлагают этот вид лечения, как обычную практику, в то время как на самом деле, этот метод лечения находится только в начальной стадии изучения . Методы лечения, которые предлагаются частными клиниками, далеки от описанных в опубликованных клинических исследованиях.

Европейские специалисты отмечают, что на сегодняшний день, лечение рассеянного склероза стволовыми клетками возможно ТОЛЬКО в рамках клинических исследований.

В России, в Украине, в других странах бывшего СССР, проблемы частной медицины столь всеобъемлющи, что рассчитывать на широкий общественный резонанс или какие-либо решения на законодательном уровне в отношении целесообразности, эффективности и безопасности лечения рассеянного склероза стволовыми клетками, которое предлагает частная медицина(весьма и весьма далекого от протоколов лечения, которые использовались в клинических исследованиях), не приходится. Решения о выборе этого метода лечения пациент принимает самостоятельно, на свой страх и риск. Поэтому столь серьезное вмешательство — повод обсудить свои планы с врачами — специалистами центров РС, а не доверять свое здоровье рекламному объявлению.

Источники
1. Huang JK, Jarjour AA, Nait Oumesmar B, et al.
Retinoid X receptor gamma signaling accelerates CNS remyelination.
Nature Neuroscience 2011;14:45-53.

2. Fassas A, Kimiskidis VK.
Stem cell transplantation for multiple sclerosis: what is the evidence?
Blood Reviews 2003; 17: 233-240.

3. Capello E, Saccardi R, Murialdo A, et al.
Intense immunosuppression followed by autologous stem cell transplantation in severe multiple sclerosis.
Neurological Sciences 2005; 26: S200-203.

4. Samijn JP, te Boekhorst PA, Mondria T, et al.
Intense T cell depletion followed by autologous bone marrow transplantation for severe multiple sclerosis.
Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry 2006; 77: 46-50.

5. Burt RK, Loh Y, Cohen B, et al.
Autologous non-myeloablative haemopoietic stem cell transplantation in relapsing-remitting multiple sclerosis: a phase I/II study.
Lancet Neurology 2009;8(3):244-253.

6. Rice CM, et al.
Safety and feasibility of autologous bone marrow cellular therapy in relapsing-progressive multiple sclerosis.
Clinical Pharmacology and Therapeutics 2010;87(6):679-685.

7. Pownall M.
Experts warn against «tourist trap» stem cell therapies.
BMJ 2010;341:c4772

8. International Society for Stem Cell Research (ISSCR).
Patient Handbook on Stem Cell Therapies.