Страница 30 из 42
Пометки для клетки
Наибольших успехов в этом направлении достигла, пожалуй, ортопедия благодаря тому, что биохимики выделили сигнальные белки (получившие название BMP — bone morphogenic proteins), стимулирующие превращение стромальных стволовых клеток в остеобласты, создающие костную ткань. Эти белки вводятся в имплантат — кусок медленно рассасывающегося полимера (например, коллагена), форма которого соответствует форме недостающей кости. Имплантат вживляется на нужное место, сочащиеся из него BMP притягивают из крови стромальные клетки (выброс которых из костного мозга обычно еще и стимулируют искусственно), те оседают на имплантат и превращаются в остеобласты. Через несколько месяцев от имплантата уже нет и следа, а на его месте красуется новенькая прочная кость. Таким манером американские врачи сумели вылечить даже 91-летнюю бабушку. Ее сломанная нога не могла срастись 13 лет (и немудрено — в таком возрасте у человека практически нет стромальных клеток), а после подсадки имплантата с BMP срослась за восемь месяцев. У молодых пациентов, у которых популяции стромальных клеток более многочисленны, на выращивание 25-сантиметрового отрезка крупной кости уходило месяца два.
Можно действовать и по-другому — прямо в лабораторной склянке «объяснить» клеткам, во что они должны вырасти, и уже этот готовый продукт пересадить пациенту. Таким путем в лабораториях разных стран сегодня выращивают лоскуты живой человеческой кожи (для пересадок на обожженные места), хрящи в форме уха и даже участки кровеносных сосудов — настоящие, многослойные, с эпителием внутри и мышцами в толще стенки. В январе 2005 года группа исследователей из Манчестерского университета объявила о создании биологического принтера, способного печатать участки живой ткани заданной формы и состава (рабочая часть устройства сделана на базе обычного струйного принтера). А в апреле прошлого года ученые из Института регенеративной медицины Университета Уэйк-Форест (Северная Каролина) под руководством доктора Энтони Аталы и врачи Бостонского центра детской медицины объявили о нескольких успешных операциях, сделанных детям, страдавшим врожденным недоразвитием мочевого пузыря. Доктор Атала и его сотрудники научились выращивать купол мочевого пузыря из собственных стволовых клеток пациента. Готовая «деталь» подшивается к имеющейся у пациента нижней части органа, и реконструированный таким образом пузырь в дальнейшем исправно выполняет свои функции.
Сотрудники Центра биотехнологии и биомедицины в Лейпциге, удалив овце поврежденную часть коленного хряща, вводят несколько сотен тысяч хрящевых клеток, выращенных «в пробирке» из ее же стволовых
Кроме того, полным ходом идет расшифровка химических команд, направляющих развитие стволовых клеток по тому или иному пути. Японские ученые обнаружили, что вещество 5-азоцитидин стимулирует превращение стромальных стволовых клеток в клетки миокарда. Определены и сигнальные вещества, превращающие их в нейроны. Однако как раз в лечении болезней, связанных с повреждением нервной ткани (инсультов, паркинсонизма, параличей, разрывов нервных стволов и спинного мозга и т. д.), вопреки ожиданиям результаты до обидного скромны и невнятны. Научившись уверенно превращать стволовые клетки в нейроны (и даже в нейроны определенного типа), исследователи столкнулись с неприятным фактом: новые нейроны, возникающие из стволовых клеток, не могут включиться в нервную систему. Похоже, что в ней предусмотрена специальная защита от восстановления погибших нейронов, отвергающая помощь стволовых клеток. Выделены даже особые сигнальные вещества, появляющиеся в зоне травмы и препятствующие образованию межклеточных связей. Логика природы ясна: в отличие от почти всех остальных тканей организма (кроме разве что иммунной) клетки нервной ткани невзаимозаменяемы. Каждый нейрон несет уникальную информацию, и создавать новые нейроны взамен погибших столь же малополезно, как вставлять в книгу чистые листы вместо выпавших текстовых. Более того, поскольку нейрон, в отличие от книжной страницы, не только носитель информации, но и активный элемент системы управления, замена его другим, не обладающим его «компетенцией», может привести к непредсказуемым последствиям. Поэтому регенерация нервной ткани (по крайней мере, «автоматическая», бесконтрольная) не только не нужна, но и опасна — и эволюция приняла меры против нее.
Однако не стоит заранее ставить крест на применении стволовых клеток в неврологии: они и тут могут преподнести неожиданные сюрпризы. Совсем недавно группа неврологов под руководством Дугласа Керра из американского Университета Джонса Хопкинса объявила об успешном лечении эмбриональными стволовыми клетками паралича у крыс. Ученым удалось найти вещества, подавляющие сопротивление тканей прорастанию нервных отростков. И хотя даже в этих условиях из четырех с лишним тысяч клеток, введенных в спинной мозг каждой крысы, только около 120 образовывали необходимые контакты, этого оказалось достаточно, чтобы 11 из 15 грызунов восстановили подвижность своих задних лап.
Снятие природных ограничений сулит и более захватывающие перспективы. В конце прошлого года сотрудники Солковского института биологических исследований в Ла-Джолле (Калифорния) во главе с доктором Хуаном Карлосом Исписуа Бельмонте сумели восстановить у цыплят ранее ампутированные крылья, активизировав гены семейства Wnt. Кодируемые ими белки служат сигнальными веществами при формировании конечностей во время эмбрионального развития. У взрослых животных гены Wnt обычно неактивны, но группа доктора Бельмонте нашла способ активизировать их, добившись полной регенерации удаленного крыла. Почему высшие позвоночные, сохранив в геноме необходимые для регенерации гены, отказались от их использования — это, конечно, отдельный интересный вопрос, на который еще предстоит ответить науке. Но раз их можно запустить у цыплят, значит, в принципе это можно сделать и у человека, в геноме которого тоже есть эти гены. Агентство передовых исследовательских проектов Пентагона DARPA уже объявило о выделении трем группам грантов на общую сумму 7,6 миллиона долларов для решения фантастической задачи: разработки технологии отращивания человеческих конечностей. Один из получателей грантов — директор центра инженерии тканей Макгоуэновского института регенеративной медицины Стивен Бэдилак — обещает в течение ближайших двух лет научиться формировать у млекопитающих бластему (скопление стволовых клеток, способных превратиться в тот или иной орган), а еще через два года освоить выращивание пальцев. Правда, его коллеги пока что благоразумно воздерживаются от упоминания конкретных сроков.
Пока наука изучает...
Но даже если доктор Бэдилак сдержит свое обещание, созданные им методы еще не скоро войдут в повседневную клиническую практику. Современная медицина устроена так, что от лабораторного открытия, сделанного на животных, до общедоступного лекарства или метода лечения проходит 10—15 лет. И сократить этот срок не могут никакие финансовые вливания: эффективность и безопасность новинки должны быть доказаны правильно организованными клиническими испытаниями, требования к которым включают, помимо всего прочего, длительность наблюдения, чтобы можно было судить об отдаленных последствиях. Между тем активные исследования возможностей стволовых клеток начались лишь около 10 лет назад, а самые впечатляющие результаты получены буквально в последние два-три года.
А о чем же тогда идет речь в рекламных проспектах и модулях? Чем лечат всех желающих многочисленные коммерческие клиники и салоны красоты?
Клеточная терапия болезней миокарда
1.Оплодотворенная яйцеклетка (зигота)
2.Зигота делится надвое
3—4.Митотическое деление продолжается