Як омолодити стовбурові клітини
Генно-інженерні методи, що дозволяють пересадити клітці зайвий ген, допомагають повернути постарілим стовбуровим клітинам колишні відновлювальні здатності.
Клітини нашого тіла з часом старіють і виходять з ладу. Те, що наші органи не перестають при цьому працювати, заслуга стовбурових клітин, запас яких ми зберігаємо протягом усього життя. Останнім часом стовбурові клітини активно вивчають, і популярність їх тільки росте, оскільки передбачається, що вони відкриють нам шлях до регенеративної медицини.
Клітини-попередники (зелені) моторних нейронів. (Фото University of California, Irvine. / Flickr.com.)
Анастасія Єфименко, лауреат премії уряду Москви для молодих вчених. Фото Максима Абаєва.
На відміну від звичайної, спеціалізованої клітини - нейрона, гепатоцита, клітини епітелію і т. Д. - стовбурова не може нічого, крім як ділитися. Її потомство або зберігає батьківські стовбурові властивості, або робить крок в сторону спеціалізації. Взагалі у стовбурових клітин є безліч різновидів, серед них найбільш безсмертними і самими неспеціалізованими, якщо можна так сказати, є ембріональні стовбурові клітини, які можуть ділитися практично нескінченно і які можуть дати початок будь-якої з більш ніж 200 різновидів клітин нашого тіла. Існують і більш спеціалізовані стовбурові клітини, які обслуговують певну тканину або орган. Наприклад, гемопоетичні клітини дають початок клітинам крові, від імунних до еритроцитів, але нейрон зі стовбурної клітини такого сорту не вийде. Однак і такі частково спеціалізовані стовбурові клітини зберігають здатність до потенційно нескінченного поділу. Нарешті, ближче всіх до звичайних, спеціалізованим клітинам стоять клітки прогеніторні, або клітини-попередники. Число поділок у них вже обмежена, вони вже є незворотнім встали на шлях диференціювання.
Хоча, за деякими даними, навіть в дорослому організмі зберігається якась невелика частка абсолютно «всемогутніх» клітин, що нагадують ембріональні, все ж переважна більшість «дорослих» стовбурових клітин в тій чи іншій мірі вже володіють спеціалізацією. Кожна тканина, кожен орган у своєму розпорядженні власну популяцією стовбурових і прогеніторних клітин, які можуть, в разі чого, оновити старіючий клітинний склад. (Нагадаємо, що навіть в мозку вдалося знайти ділянки, де йде утворення нових нейронів, хоча процес цей не настільки інтенсивний, щоб оновити мозок цілком.)
Стовбурові клітини вже давно - і не без успіху - намагаються використовувати в медичних цілях. І мова не тільки про те, щоб при важких опіках просто замінювати обпалені ділянки шкіри на нові, вирощені в пробірці. За допомогою стовбурових технологій можна створювати елементи сітківки ока і пересаджувати її сліпим, або ж вирощувати інсулін-виробляють клітини підшлункової залози - і пересаджувати їх діабетикам, або ж вирощувати нові нейрони - і пересаджувати їх тим, у кого стався обширний інсульт. Загалом, перед стовбуровими клітинами відкриваються гігантські практичні перспективи.
Але досить швидко дослідники зіткнулися з кількома специфічними проблемами, пов'язаними з клітинним «сировиною». Якщо брати «всемогутні» ембріональні стовбурові клітини, то тут виникають труднощі етичного характеру - чи можна розбирати людський ембріон на запчастини? Порівняно недавно ембріональному матеріалу знайшли заміну, навчившись перетворювати на недиференційоване, стовбурові стан звичайні клітини організму. Тобто тепер з епітеліальних клітин шкіри стало можливим отримати, наприклад, нейрони - через проміжне стовбурові стан. Заодно усуваються і імунологічні труднощі, адже «кінцевий продукт» пересаджують тій самій людині, у якого взяли «сировину».
Але така процедура чревата непередбачуваністю штучних стовбурових клітин, які можуть, наприклад, переродитися в злоякісну пухлину (хоча оптимізація методу триває, і є надія, що такі клітини незабаром стануть повністю слухняними). Чи не можна зробити простіше, змусивши працювати власні полуспеціалізірованние стовбурові клітини людського тіла, які, як ми пам'ятаємо, залишаються з нами на все життя?
Тут виникає нова проблема, пов'язана зі старінням. Хоча стовбурові і прогеніторні клітини зберігають здатність ділитися, загальний вік організму позначається і на них теж. Науковий проект Анастасії Єфименко з Московського державного університету, званий «Вплив чинників ризику на стовбурові та прогеніторні клітини і процеси репарації та регенерації в організмі», якраз присвячений тому, як старіння і хвороби впливають на властивості стовбурових клітин. Дослідникам вдалося показати, що серцево-судинні і метаболічні хвороби, такі, як ішемічна хвороба серця і цукровий діабет, укупі з віком послаблюють здатність стовбурових клітин ділитися і синтезувати біоактивні молекули, необхідні для регенеративних процесів. Що зрозуміло - адже хвороби б'ють по всіх клітках органу, в тому числі і з тих, які повинні цей самий орган відновлювати.
Тобто, якщо мова йде про клеточностволових методах для літнього пацієнта, то ми повинні точно уявляти собі, що його стовбурові клітини можуть, а чого не можуть. І нам потрібно знати, чим хворіла людина, який спосіб життя вів, і яким фактором ризику були схильні до його стовбурові і прогеніторні клітини. Іншими словами, необхідний персоніфікований підхід, про який в сучасній медицині говорять все частіше. Так що не буде перебільшенням сказати, що проект про стовбурові клітини, що отримав днями премію уряду Москви для молодих вчених. знаходиться на передовому краї сучасної біотехнологічної науки.
Якщо клітинам ввести додатковий ген VEGF. то вони омолодяться; проявляється же це, серед іншого, в тому, що модифіковані стовбурові клітини і клітини-попередники активніше стимулюють ріст судин і відновлюють кровотік в ішемізованих тканинах. Дослідники розробляють і інші генетичні інструменти для клітинного ремонту, а ті, що вже є, успішно пройшли більшість етапів доклінічних випробувань. Однак далі, на жаль, справа не йде - клінічні дослідження натикаються на відсутність належних законів, які регулювали б клітинні експерименти в клініці, хоч би перспективні в сенсі суспільної користі вони не були.