Волшебные стволовые клетки

Смогут ли они обеспечить нам вечную молодость или хотя бы продлить жизнь? 

В средние века алхимики искали философский камень, чтобы превращать всё подряд в золото и получить эликсир вечной жизни. Сегодня на роль философского камня назначили чудодейственные стволовые клетки. 

Что это такое?

Стволовые клетки – это клетки, не успевшие созреть. Те, которые ещё «не решили»: стать ли им клетками крови, мышечными или, может, нервными? Именно на их способность становиться клетками, нужными для организма, возлагаются огромные надежды: получается, что с их помощью можно «залатать» чуть ли не любой повреждённый орган. 

Здесь сразу возникла одна сложность: где их взять? Ведь почти все клетки взрослого организма уже специализированы и могут порождать только себе подобных. Стволовых клеток много у эмбрионов, благодаря им из яйцеклетки развивается сложное существо. Значит, для того чтобы добыть универсальный строительный материал для взрослого человека, эмбрион нужно уничтожить? 

Всё изменилось в 2006 году, когда японский биохимик, а в прош­лом хирург Синъя Яманака опубликовал исследование, мгновенно ставшее сенсацией: Яманака и коллеги показали, что с помощью генной инженерии взрослую клетку можно «перепрограммировать». Как объясняет Яманака, «при этом запускается процесс, аналогичный форматированию жёсткого диска, и клетка “забывает” всё, чему она научилась». Полученные в результате клетки (учёный назвал их iPS-клетки) не являются стволовыми, но обладают их свойствами. 

Открытие Яманаки оказалось настолько значимым, что в 2012 году учёный получил Нобелевскую премию. А его методы начали применять в самых разных областях медицины.

Трансплантация 

Даже в странах, где налажено донорство органов, трансплантация не всегда бывает успешной из-за отторжения. 

Вместо органов другого человека больным можно пересаживать их собственные клетки, выращенные из стволовых клеток. 

Например, при обширном инфаркте пациенту делают соскоб с кожи, полученные клетки превращают в iPS-клетки и заставляют их развиться в клетки сердца, которые и подсаживают больному. Так как это его же клетки, иммунная система не распознаёт их как врагов. 

Травмы позвоночника

При травмах спинного мозга часть нейронов повреждается или гибнет, что нередко приводит к параличу. Если заменить утраченные нервные клетки на новые, подвижность восстановится. 

В 2010 году Яманака и коллеги провели серию экспериментов на мышах, у которых был повреждён позвоночник. 

Из мышиных клеток кожи учёные получили iPS-клетки, превратили их в нейроны и подсадили в место травмы. 

После операции мыши с парализованными задними лапами стали нормально ходить. 

Тот же эффект специалисты получили на мартышках. На людях подобные эксперименты пока не проводились, но планируются через три-четыре года. 

Потеря зрения

Люди, не связанные с медициной, вряд ли слышали о макулодистрофии, а между тем именно из-за этой болезни пациенты старше 50 лет чаще всего теряют зрение. При самой опасной форме недуга сосуды глаза начинают аномально разрастаться, и просачивающаяся кровь разрушает фоторецепторы – нейроны сетчатки, которые отвечают за восприятие света. Заболевание лечится плохо, а препараты нужно вводить прямо в глаз. Коллега Яманаки офтальмолог Масайо Такахаси научилась превращать iPS-клетки больных в клетки сетчатки, выращивать из них слои и пересаживать пациентам. 

Рак

Из клеток, выращенных из кожи пациентов, получают Т-клетки и NK-клетки – компоненты иммунной системы, которые прицельно атакуют раковые клетки конкретного человека. Они расправляются с опухолью и при этом не распознаются организмом как чужеродные. 

Проверка лекарств

Многие препараты, в том числе антибиотики, часто имеют побочные эффекты, один из них – аритмия, которая иногда может убить пациента. Используя iPS-клетки, можно вырастить полноценную сердечную ткань, которая сокращается, как настоящий орган. Подсоединив электроды, исследователи видят, как клетки реагируют на лекарство. Наборы для такой проверки уже есть на рынке – их производят две компании из Японии и США. Кроме того, при помощи стволовых клеток учёные определяют токсичность препаратов, тестируя их непосредственно на нужных тканях. 

Персональная медицина в будущем

Пациенты с одним и тем же заболеванием по-разному реагируют на препараты: кому-то они помогают, а у других болезнь прогрессирует. Пока учёные далеко не всегда понимают, почему таблетки или уколы оказывают разное действие, но благодаря стволовым и iPS-клеткам специалисты смогут предсказать, кому из пациентов какие препараты использовать. В будущем, используя этот подход, медики будут разрабатывать индивидуальные протоколы лечения для каждого больного. 

По материалам журнала «Вокруг света»