На что способны стволовые клетки?

Ученые разных стран упорно пытаются разработать методики использования стволовых клеток для терапии тех или иных заболеваний. К наиболее перспективным сферам применения стволовых клеток причисляют кардиологию. Это связано прежде всего с тем, что сердце хоть и выполняет в организме исключительно важную функцию и имеет вроде бы сложную структуру, на клеточном уровне устроено по крайней мере, на первый взгляд, довольно просто, считает Юрген Хешелер, профессор Института нейрофизиологии при Кельнском университете и один из ведущих в Германии специалистов по стволовым клеткам: «Мы знаем, что сердце состоит в принципе из клеток одного типа. Это клетки мышечной ткани. Существует ряд заболеваний, приводящих к гибели этих клеток, к разрушению мышечной ткани. Типичный пример — инфаркт миокарда, то есть некроз части сердечной мышцы, вызванный недостаточностью ее кровоснабжения».Что предпринять в такой ситуации? Можно ли рассчитывать на помощь стволовых клеток?

Эмбриональные не годятся

Медики давно ищут способ заставить стволовые клетки заменить погибшие и тем самым регенерировать разрушенную мышцу. Но тут встает вопрос, на какие стволовые клетки делать ставку. Наибольший успех сулят, конечно, эмбриональные стволовые клетки — они тотипотентны, то есть способны дифференцироваться в клетки любого типа и даже развиться в полноценный организм. Однако, поскольку получение этих клеток сопряжено с гибелью эмбриона, их применение отнюдь не безупречно в морально-этическом плане, а в некоторых странах, включая Германию, связано и с юридическими проблемами.

Безукоризненным с морально-этической точки зрения ученым представляется использование зрелых региональных стволовых клеток, то есть тех, что присутствуют в тканях и органах взрослого организма. Но проблема, в том, что их эффективность значительно ниже, они не в состоянии в полной мере восстановить поврежденную инфарктом сердечную мышцу. Это сегодня известно совершенно точно.

Расчет на индуцированные плюрипотентные тоже не оправдал ожидания экспериментаторов. Профессор Хешелер поясняет: «Сразу после инъекции они действительно некоторое время присутствуют в ткани. Однако новейшие исследования показали, что уже через 3–4 дня от них не остается и следа. Этим клеткам присуща высокая миграционная активность, так что они, видимо, переходят в кровь и разносятся с кровотоком по всему организму».

Зрелые стволовые клетки мультипотентны: они способны дифференцироваться только в клетки некоторых строго определенных типов, а этого в данном случае, очевидно, недостаточно. Теперь многие ученые возлагают надежды на так называемые индуцированные плюрипотентные клетки. Это обычные клетки той или иной ткани, развитие которых особым методом удалось повернуть вспять. Перепрограммирование как бы омолаживает их, возвращает взрослым соматическим клеткам давно утраченную способность к дифференцировке в клетки любого типа.

Программа омоложения обнадеживает уже сегодня

Открытие перепрограммирования зрелых клеток в плюрипотентные удостоилось в прошлом году Нобелевской премии, а его практическое применение активно испытывается в опытах на животных. «Было показано, что такие клетки действительно остаются в ткани длительное время, месяцы и даже годы и что вследствие этого функция сердечной мышцы улучшается, — объясняет профессор Хешелер. — Исследовалось и то, как эти клетки взаимодействуют с окружающими клетками, как они реагируют на электрическое возбуждение. Это очень важно, ведь все отделы сердца должны сокращаться строго согласованно. Все это было изучено, и результаты оказались многообещающими».

Впрочем, и с индуцированными плюрипотентными клетками тоже еще много неясного. Поскольку они очень быстро делятся, высок риск неконтролируемого размножения, то есть развития раковой опухоли. Чтобы этого избежать, перед инъекцией в клетках запускают частичную дифференцировку, превращая их в клетки-предшественницы сердечной мышцы. Но и тут есть свои проблемы. 

Ясно, что внедрение соответствующим образом подготовленных индуцированных плюрипотентных клеток нужного типа в строго определенный участок сердца — задача чрезвычайно сложная, поэтому профессор Чен делает ставку не на трансплантацию клеток, обработанных в лаборатории, а на активизацию клеток, уже находящихся в нужном месте.

Для этого он использует особые, специально синтезированные молекулы некодирующей РНК. Исследователь уверен: «Они сконструированы таким образом, чтобы дать клетке импульс, причем очень короткий, своего рода стартовый сигнал. Подчиняясь этому сигналу, клетка начинает быстро и в большом количестве синтезировать определенный белок, необходимый для регенерации поврежденной сердечной ткани. Уже через сутки эта РНК перестает действовать, импульс исчезает, но он уже и не нужен».

Сегодня профессор Чен экспериментирует на свиньях. Но когда дело дойдет до клинических испытаний на людях, пока не может сказать никто, даже сам ученый.

По материалам зарубежных СМИ