Стволовые клетки: новые клеточные технологии в медицине

Новости

Стволовые клетки: новые клеточные технологии в медицине

В выпуске The Lancet от 4 января 2003 г. опубликовано два сообщения о результатах интракардиальной инъекции аутологичных стволовых клеток костного мозга (КМСК) больным, страдающим тяжелой стенокардией или перенесшим инфаркт миокарда. Источником культивированных мононуклеарных клеток служил костный мозг, взятый из гребня подвздошной кости больного. Через несколько месяцев отмечено заметное улучшение перфузии миокарда и функции левого желудочка.

Стволовые клетки - неспециализированные клетки, способные к самовоспроизводству в течение длительного времени путем деления (пролиферация). В определенных физиологических или экспериментальных условиях могут становиться специализированными клетками (дифференциация). Различают эмбриональные и взрослые стволовые клетки. Эмбриональные стволовые клетки обладают универсальной плюрипотентностью (способность стволовой клетки развиваться в любой тип клеток), большинство взрослых стволовых – ограниченной плюрипотентностью (приспособляемость или трансдифференциация).

Показанная экспериментально на животных способность взрослых гемопоэтических и стромальных клеток костного мозга человека дифференцироваться в кардиомиоциты и гладкомышечные клетки с 2001 года используется в регенеративной кардиологии (миогенез, ангиогенез).

Кроме того, источником клеток для трансплантации могут быть аутологичные скелетные миобласты. Они стимулируют мышечную функцию, но не превращаются в кардиомиоциты.

Собственные клетки больного, введенные в зоны повреждения, не отторгаются иммунной системой.

Трансплантируемые клетки гибнут после пересадки (до 90%).

Результаты клинических исследований

Автор	Трансплантат/Метод/Материал	Наблюдение/Результаты
K.Hamano, Japan, 2001 [1]	Аутологичные КМСК АКШ, инъекция; 5 больных	Улучшение перфузии миокарда у 3 больных
T. Siminiak, Poland, 2002 [2]	Аутологичные скелетные миобласты (20 млн), АКШ, инъекция в околорубцовую область; 10 больных	5 мес: улучшение сократимости на 1 Ед в большинстве акинетичных сегментов, увеличение ФВ ЛЖ на 9%
A. M. Zeiher, Germany, 2002 [3]	Аутологичные КМСК инфузия в область инфарктной артерии; 52 больных	Увеличение ФВ ЛЖ на 9% у 21 б-го
G. Steinhoff Germany, 2002 [4]	Аутологичные КМСК (1.5 млн), АКШ, инъекция в околорубцовую область; 6 больных	3-9 мес: у всех больных NYHA I
M. Galinanes, UK, 2002 [5 ]	Аутологичные КМСК, АКШ, инъекция в околорубцовую область; 14 больных	До вмешательства - 6 нед - 10 мес: индекс региональной сократимости 2.41-2.16-2.09 индекс глобальной сократимости 1.96-1.64-1.65
N.Dib, USA, 2002 [6]	Аутологичные скелетные миобласты (10-300 млн), АКШ / искусственный ЛЖ, инъекция в инфарктную зону; 16 больных	1 смерть после вмешательства 12 нед: увеличение ФВ ЛЖ от 22,7% до35,8-58% 9 мес: без осложнений.
H.F. Tse, Hong-Kong, 2002 [7]	Аутологичные КМСК, инъекции в зоны ишемии методом катетеризации: 8 больных с тяжелой стабильной стенокардией	3 мес: урежение приступов стенокардии (p<0.001), увеличение сократимости миокарда на 11.6%
BIOHEART P. Serruys, Netherlands, 2002 [8]	Культура миобластов MyoCell Инъекции через катетер MyoCath 13 больных NYHA II-III	2 смерти после вмешательства 1 год: 7 больных увеличение ФВ ЛЖ от 41 до 54%, 6 больных NYHA I
P.Menasche, France, 2002 [9]	Аутологичные скелетные миобласты (80 млн), АКШ, инъекция в околорубцовую область, 22 больных	10 мес: увеличение глобальной ФВ ЛЖ от 23% до 31% (р<0.02)
B.Strauer, Germany, 2002 [10]	Аутологичные КМСК, инфузия в ходе баллонной ангиопластики, 10 больных, 10 чел. контроль	3 мес: уменьшение зоны инфаркта от 30% до 12%, р<0.005 (недостоверно в группе контроля); увеличение скорости движения стенки только в исследуемой группе от 2 до 4 см/сек, р<0.028

Остающиеся вопросы:
Какие клетки (стволовые, миобласты) предпочтительнее для регенерации миокарда.
Что происходит в ткани после трансплантации: трансдифференциация или межклеточная интеграция.
Каковы генетические и клеточные механизмы, инициирующие трансдифференциацию.
Почему пересаженные клетки гибнут в большом количестве.

Новые направления:
Использование цитокинов SCF (фактор стволовой клетки) и G-CSF (фактор, стимулирующий рост гранулоцитов) у больных с сердечной недостаточностью.
Исследование терапевтического эффекта генетически модифицированных стволовых клеток.

В 1999 г. журнал Science признал открытие эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы "Геном человека".

В 1998 г. Д. Томпсон (США) создал 10 клонов бессмертных ЭСК из 4-5 дневной бластоцисты человека. Источником ЭСК послужили предимплантационные зародыши, остающиеся невостребованными при экстракорпоральном оплодотворении. ЭКС сохраняли высокий темп клеточных деления и тотальную плюрипотентность (способность дифференцироваться в любую из 350 специализированных линий - производных эктодермы, мезодермы и энтодермы). Одновременно Д. Герхарт с сотрудниками (США) впервые изолировали бессмертные линии половых прогениторных клеток из полового зачатка 4-5 недельного плода.

По данным USA Today сегодня
странами-обладателями клонов ЭСК являются: США, Швеция, Австралия, Индия, Израиль.

Биотехнологические компании в конце ХХ века получили более 2500 патентов на новые технологии и манипуляции с ЭСК. Большинство из них до недавнего времени были недоступны в открытой печати по коммерческим соображениям и из-за действующих правительственных ограничений (например, запрет на получение межвидовых бластоцист-гибридов в США).

Бессмертные линии ЭСК изолированы из эмбрионов кроликов, свиней, приматов, рыб, некоторых домашних животных. Все ЭСК имеют близкую морфологию, фенотип и почти идентичные механизмы молекулярной транскрипции.

Cсылки по теме

Литература.
1. Penn MS. et al. Autologous Cell Transplantation for the Treatment of Damaged Myocardium. Progress in Cardiovascular Diseases, Vol. 45, No.1 (July/August) 2002, p. 21-32

2. Siminiak T. Patients' own young muscle cells for transplantation into heart. XXIV Congress of European Society of Cardiology. Press Conference - Press release, 3 Sept 2002.

3. Good D. Stem Cell Transplantation - Not Ready for Prime Time. http://www.medscape.com/viewarticle/440985

4. Stamm C, Westphal, B, Kleine HD, Petzsch M, Kittner C, Klinge H, Sch?michen C, Nienaber CA, Freund M, Steinhoff G. Autologous bone-marrow stem-cell transplantation for myocardial regeneration; Lancet 2003; 361:45-46

5. Galinanes M, Loubani M, Davies J, Chin D, Pasi J, Bell P. Safety and efficacy of transplantation of autologous bone marrow into scarred myocardium for the enhancement of cardiac function in man. Circulation. 2002;106(Suppl II):II-463. Abstract 2292

6. Dib N, McCarthy P, Campbell A, et al. Safety and feasibility of autologous myoblast transplantation in patients with ischemic cardiomyopathy: interim results from the United States experience. Circulation. 2002:106(Suppl II):II-463. Abstract 2291.

7. Tse HF, KwongYL, Chan JKF, Lo G, Ho CL, Lau CP. Angiogenesis in ischemic myocardium by intramyocardial autologous bone marrow mononuclear cell implantation; Lancet 2003; v.361, P.47-49

8. Serruys PW. First-in-man transcatheter results. Presented at Transcatheter Cardiovascular Therapeutics 2002. Sept. 24-28, 2002. Washington, D.C. http://www.bioheartinc.com/clinical.php

9. Menasche Ph. Cell transplantation in man (Functional outcomes. Follow-up). XXIV Congress of European Society of Cardiology. Slide presentation. FP Number: 2094

10. Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Kostering M, Hernandez A, Sorg R, Kogler G, Wernet P. Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation, 2002, 106: 1913: 1913

Обзор подготовлен н.с. РЦА И.Н. Сметаниной