ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
ИЗ ФИБРОБЛАСТОВ
Сегодня одна из популярнейших тем в медицине — стволовые клетки. С ними связывают надежды на долгую жизнь без болезней. Любое научное мероприятие на эту тему всегда интересно и часто дает новый материал для размышлений.
Л. Юдина, «НВС»
Заведующий лабораторией генетики развития Института цитологии и генетики доктор биологических наук О. Л. Серов вернулся из Москвы, где проходил семинар, организованный Институтом биологии развития РАН на тему: может ли фибробласт стать эмбриональной стволовой клеткой?
Фибробластов в организме и человека, и животного — великое множество. Они «расселены» повсюду: под кожей, в жировой и мышечной тканях, в сухожилиях и костных сочленениях. Они доступны, легко культивируемы. Фибробласты можно без труда изъять из кусочка кожи, поместить в определенную среду и создать условия, чтобы они росли и размножались. То есть получить культуру и использовать как материал (!) для наработки из них эмбриональных стволовых клеток. В большом количестве.
— Олег Леонидович, в определении «эмбриональные стволовые клетки» (ЭСК) часто встречаются разночтения и даже путаница. Что и используют нередко в своей практике не очень добросовестные специалисты. Так что же такое — ЭСК?
— Яйцеклетка вскоре после оплодотворения начинает делиться. Когда она поделится семь раз, то в эмбрионе будет около 250 клеток. Применительно к человеку — такого развития достигнет эмбрион к 4-5 дню от момента зачатия.
На этой стадии развития эмбрион находится в свободном состоянии и не связан с материнским организмом. Но именно в это время происходит очень важное событие -называемое дифференцировкой, точнее ее первый акт в раннем развитии. В результате возникают две группы клеток, судьба которых в развитии будет радикально отличаться. Одна группа, именуемая внутренней клеточной массой (ВКМ), включает 20-30 клеток, из которых и разовьется будущий организм. Именно она обладает всей информацией по дальнейшему развитию плода, а после рождения ребенка — до формирования взрослого человека. Более того, в результате этого процесса у взрослого человека образуется множество специализированных типов клеток (свыше 200) — нейроны, печеночные и мышечные клетки и т.д., включая те же фибробласты. И еще более важно, что эти 20-30 клеток дадут начало развитию репродуктивной системы взрослого организма, закладывая основы следующего поколения.
Другая часть эмбриона, полученная на этой стадии развития, выполняет обслуживающие функции и будет обеспечивать питание растущего плода.
— Но каким образом клетки ВКМ, обладающие набором бесценных свойств, сделать доступными?
— Исследования в данном направлении ведутся в мире более четверти века. Исследователи научились культивировать клетки ВКМ вне организма. Естественно, речь идет о создании специальных условий культивирования, при которых эмбриональные клетки размножаются в течение длительного времени — и месяц, и два. Важно подчеркнуть, что при этом они сохраняют все свойства, характеристики, сходные с клетками ВКМ эмбриона.
Существенный момент — можно легко спровоцировать ЭСК, то есть индуцировать в них дифференцировку. В результате даже вне организма ЭСК способны «выдавать» любые типы клеток, свойственные взрослому организму.
Для экспериментатора открываются очень широкие возможности изучения загадочного процесса превращения клетки в специализированный «продукт». Более того, исследователи пытаются найти механизм управления процессом.
— Правильно ли я поняла, что именно те клетки, которые выросли из внутренней клеточной массы вне организма, и называются эмбриональными стволовыми клетками?
— Да, именно так. Хотя в СМИ, и не только, зачастую используется термин «стволовая клетка» без указания «эмбриональная», что и приводит нередко к большой путанице.
— Но суть от этого не меняется?
— Меняется. Существенно. Дело в том, что даже у взрослого животного или человека имеются так называемые клетки-предшественники (малодифференцированные клетки), которые обеспечивают кроветворение, постоянный рост клеток кожи и т.д. Такие клетки взрослого организма также называют «стволовые клетки» (правильнее говорить «тканевые стволовые клетки»).Так вот, такие клетки взрослого организма имеют несравненно более низкие потенциал и способность давать различные типы клеток, чем ЭСК. Продемонстрировать возможности ЭСК можно на примере создания химерных животных. Если ЭСК даже после длительного культивирования вне организма поместить в эмбрионы мыши такой же стадии, то они легко смешаются с клетками эмбриона. И вырастет химерная мышь.
— Существо нереальное?
— Почти. Она состоит из двух типов клеток, как бы из двух частей. Имеют двойное происхождение все органы и ткани. Более того, потомство такого существа тоже будет необычным.
— Пока основные достижения — в экспериментах с мышкой?
— Десять лет назад получены эмбриональные стволовые клетки человека. При их культивировании вне организма также можно побудить к дифференцировке любые типы клеток, свойственных взрослому человеку.
— И даже такие, которые у взрослого человека не восстанавливаются?
— Даже такие! У взрослого человека не способны к восстановлению, надо заметить, многие типы клеток. Не делятся нейроны, и коли погиб один — организму, соответственно, наносится ущерб. Практически не восстанавливаются печеночные клетки. Есть совсем крошечная группа так называемых клеток Лангерганса поджелудочной железы, которые продуцируют инсулин. Гибель этих клеток в результате инфекции (панкреатит, холецистит) также нередко способствует диабету, широко распространенному заболеванию. В преклонном возрасте нарушается питание органов из-за склероза сосудов, клетки недостаточно функционируют, отмирают. Вот здесь-то и нужны «запасные детали».
Замечу, что в мире отпускаются огромные средства на то, чтобы из эмбриональных стволовых клеток получать специализированные клетки с целью их дальнейшего использования для лечения. Так называемая заместительная терапия — восстановление функций тканей и органов, утративших те или иные специализированные клетки. О развитии направления «заместительная или репарационная медицина» сегодня говорят довольно много. Сейчас она на старте. Но задача поставлена вполне конкретная: восполнять утрату погибших в организме (из-за инфекций или травм) клеток.
— Есть факторы, сдерживающие решение проблемы?
— Они, прежде всего, этического характера. Клетки, скажем так, должны быть персональными. Сами по себе эмбриональные стволовые клетки получать можно, технология существует. Но они не индивидуальные, не адресные. А что в этом случае происходит? Та же ситуация, что при пересадке органов — организм отторгает чужеродное. Над этой проблемой медицина бьется не одно десятилетие.
На семинаре в Москве как раз и затрагивались данные вопросы. В качестве одной из альтернатив решения и предлагаются фибробласты, как источник клеток, которые, однако, необходимо превратить в эмбриональные стволовые клетки.
Совсем недавно, в августе 2006 года, появилась статья, где говорилось о технологии превращения фибробласта взрослого животного в эмбриональную стволовую клетку. Работа была выполнена в одном из биотехнологических центров Японии. Затем в США провели подобные эксперименты по превращению фибробластов взрослой мыши — снова статья в престижном научном журнале.
И, наконец, в конце 2007 года — сенсация! Опубликованы сразу три работы по превращению фибробласта человека в эмбриональные стволовые клетки. Персональные! В суть технологии вдаваться не будем — область слишком специальная. Дело в том, что эти клетки — родные для конкретного организма и отторгаться не будут — они персонифицированы. На семинаре были показаны реальные возможности новой технологии в русле будущей медицины.
— Много ли времени потребуется для того, чтобы фибробласты, взятые с кусочка кожи человека, превратить в необходимые ему клеточки, идентичные эмбриональным стволовым, или сходные с ними?
— От двух до трех недель. Это настоящая революция! Самое громкое открытие медицины последних лет! Работы в обозначенном направлении развиваются стремительно. За рубежом идею подхватили мгновенно. Японскому профессору Яманаки правительство выделило огромные средства на строительство специализированного центра. Тот же бум в США, Европе. Еще бы, ведь эти работы закладывают медицину будущего, суть которой заключается в том, чтобы выращивать специализированные клетки для организма и, трансплантируя их, восстанавливать утраченные функции органов. Появится возможность победить самые сложные заболевания, в том числе диабет, болезни Альцгеймера, Паркинсона.
— Но это, наверное, далекое-далекое будущее?
— Конечно, отдача начнется не завтра. Эксперименты на мышах проходят довольно успешно. Нужные клетки получены. Не всегда удается их отделять, но это — дело техники. Клинические испытания по ряду направлений уже идут — вариаций же множество.
Мне сдается, что уже в ближайшее время будет прорыв в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона. Эти нейродегенеративные изменения, проявляющиеся с возрастом, связаны с нейронами головного мозга, но именно эта часть организма не подвластна иммунной системе. Следовательно, можно трансплантировать клетки и от другого индивидуума — отторжения не будет, туда антитела не доходят. Клинические испытания в этом направлении ведутся не один год. Культивируются эмбриональные стволовые клетки, их пытаются обогатить специализированными клетками. Но это еще действия по ранее предложенной технологии.
С появлением самой последней, связанной с фибробластами, возможности существенно расширятся. Как и область использования эмбриональных стволовых клеток.
— Это хорошо, что за рубежом так активно работают на медицину. А как дела у нас в стране?
— Могу сказать, что интерес огромен. Все понимают, что необходимо срочно развивать технологию получения эмбриональных стволовых клеток из фибробластов кожи, поскольку за этим будущее. Однако без целевого финансирования все может превратиться в несбыточную мечту.
— Как ваша лаборатория откликается на зов времени?
— Усилиями одной лаборатории эту проблему не поднять. Новая технология достаточно сложная, требующая участия разных специалистов: по генной инженерии, молекулярной биологии и экспериментальной эмбриологии, кооперации с медиками.
Разумеется, еще много работы впереди. В Москве специалисты вели речь, как адаптировать технологию получения ЭСК из фибробластов именно для нужд практической медицины. А это не менее сложно, чем создать технологию. Радует то, что наблюдается энтузиазм и желание не затягивать дело.
На семинаре присутствовало много заинтересованных людей — чиновники высокого ранга, академические руководители и т.д. Есть надежда, что выделят деньги. А это залог успеха.
стр. 8
| 
