Застосування стовбурових клітин в медицині: генна терапія

Лікування стовбуровими клітинами - нова галузь сучасної медицини, з часу перших дослідів і донині дає грунт для численних суперечок. Незважаючи на те що генно-клітинна терапія приносить непогані результати, етична сторона питання не дає змоги використовувати деякі види стовбурових клітин так широко, як багатьом того хотілося б. І все ж застосування стовбурових клітин в медицині дає позитивні результати. Багато вчених вважають, що за клітинною терапією - майбутнє сучасної науки. Це ж стосується і ДНК-діагностики спадкових захворювань, що дозволяє виявити можливі патології у ще ненародженої дитини.

Відео: У КФУ лікують хвороби стовбуровими клітинами від 07.07.2015

Моральні проблеми генної терапії: ембріональні стовбурові клітини

Використання стовбурових клітин обумовлено тим, що вони є свого роду будівельним матеріалом, з якого в процесі становлення організму розвиваються всі інші клітини, тканини і органи. У ембріона все клітини в організмі стовбурові, вони можуть розвинутися в будь-яку іншу. Потім починається процес, коли стовбурові клітини набувають рис тих клітин, в які вони збираються перероджуватися.

Відео: Біології КФУ застосовують в лікуванні стовбурові клітини.

Краще джерело стовбурових клітин для використання в медицині - ембріональна тканина (тканина зародка людини), однак її застосування небезпечно з точки зору зараження бактеріями і вірусами. До того ж стовбурові клітини ембріона часто виявляються несумісні з організмом реципієнта і знищуються його імунною системою, що не прижившись. Ще одна проблема генної терапії - моральна: використання ембріональних стовбурових клітин для багатьох неприйнятно по етичним принципам. Тому більшість фахівців вважає за краще застосування стовбурових клітин, взятих у самих пацієнтів.

Стовбурові клітини можна отримати з крові, проте там їх концентрація дуже мала, з віком вона сильно знижується. Набагато простіше і дешевше отримати стовбурові клітини, зробивши пункцію кісткового мозку, де вони представлені в більшій кількості. Кістковий мозок зазвичай беруть з грудини, клубових і трубчастих кісток. Зібравши пробу, з неї потім в спеціальних умовах отримують необхідну кількість стовбурових клітин. В даний час багато роботи спрямовані на вивчення стовбурових клітин жирової тканини людини. Це з багатьох причин один з найбільш безпечних і етичних шляхів отримання повноцінних стовбурових клітин, які потім можуть застосовуватися для лікувальних цілей.

Відео: Стовбурові клітини - панацея від усіх хвороб? - science

Методи генної терапії проти рубця на серці

Активний розвиток отримала останнім часом клітинна і генна терапія хворих з постінфарктним кардіосклерозом, а також із захворюваннями периферичних і коронарних судин.

Один з напрямків, яке активно розвивається останнім часом, - введення в область рубця, що з`явився в результаті некрозу міокарда після ІМ, власних клітин, отриманих з жирової тканини. Після культивування (іноді з факторами росту або іншими клітинами) їх можна намагатися вводити в міокард. Згодом введені клітини набувають властивостей кардіоміоцитів і починають виконувати скоротливу функцію в зоні ураження. Ці клітини жирової тканини можуть бути стимульовані, щоб підвищити рівень продукції факторів росту, які покращують проростання судин, зменшують склероз і підвищують виживаність кардіоміоцитів в ураженій області. Виходячи з цього, область їх застосування істотно розширюється. Вже отримані експериментальні дані по лікуванню критичної ішемії нижніх кінцівок, фіброзу легенів і цирозу печінки. Не до кінця вирішеним як і раніше залишається питання віддаленої безпеки застосування таких клітин.

Великі надії покладаються і на введення стовбурових клітин, отриманих шляхом проколу клубової кістки і забору кісткового мозку. Потрапляючи в область рубця, ці клітини перетворюються в кардіоміоцити і активують проростання нових судин там, де м`язова тканина була безповоротно втрачена. При цьому вдається уникнути використання ембріональної тканини, але з урахуванням того, що жирова тканина також є зручним джерелом попередників міоцитів, можливо, в подальшому перевага буде віддана їй через меншу інвазивності процедури забору матеріалу.

Відео: Терапія із застосуванням стовбурових клітин

І в першому і в другому випадках клітини вводяться прямо в центр рубця під час операції на відкритому серці. Наприклад, при коронарного шунтування, але не в гостру фазу, а через 3 - 4 місяці після ІМ, коли відбувається формування рубцевої тканини. Тканина самого рубця теж може бути джерелом клітин-попередників, які можна спробувати виділити звідти після її видалення при операції, але відпрацювання такого методу і впровадження його в повсякденну клінічну практику - питання майбутнього.

Активно розробляється стимуляція викиду власних стовбурових клітин в організмі, і отримані перші позитивні результати. У цій ситуації використовуються препарати, які гематологи зазвичай застосовують при онкологічних захворювання для стимуляції росту кісткового мозку. Дані препарати вводяться внутрішньом`язово хворим з ішемічною кардіоміопатією. Це призводить до викидів молодих клітин. І якщо в звичайній крові міститься близько 4 500 лейкоцитів - білих кров`яних тілець, то в крові пацієнтів, яким був введений такий препарат, їх кількість досягає 65 тис., Причому мова йде саме про молодих клітинах. Ці нові клітини фіксуються в місці пошкодження і починають рости.

Методи генної терапії спадкових захворювань людини

Перші клінічні випробування методів генної терапії людини були зроблені в 1989 році. У 1997 році понад 2000 пацієнтів взяли участь в подібних випробуваннях. Близько 80% таких проектів стосувалися лікування онкологічних захворювань, а також ВІЛ-інфекції. У країнах з найбільшими досягненнями в цій галузі все дослідження піддаються обов`язковій експертизі у відповідних комітетах і комісіях.

Гени - це основні одиниці спадковості, кожна з яких несе генетичну інформацію для певного білка. Мутації генів часто є причинами генетичних захворювань, які передаються у спадок. Один з методів генної терапії - введення в організм неушкодженою копії ділянки ДНК замість мутує. Це стає можливим завдяки розвитку нової галузі - генетичної інженерії, частиною якої є генна терапія. Саме вона зможе лікувати в майбутньому такі захворювання.

Лікування шляхом генної терапії спадкових захворювань людини має на увазі виправлення генетичних дефектів хворого шляхом розміщення нормально функціонуючих генів в його ДНК. Ще одним напрямком генної терапії стало введення в клітини організму генних конструкцій, що стимулюють продукцію, яка нас цікавить в терапевтичному плані білка. Наприклад, протективного або стимулюючих формування судин чинників зростання. Пропонуються два види генетичних конструкцій, які можна вводити в міокард, скелетні м`язи, печінку і навіть нервову систему. Перші - віруси з вбудованими в них генами «терапевтичних білків», другі - плазміди, тобто власне гени, вставлені в «касету» з необхідних для синтезу білка елементів. Вже виконані перші дослідження цих векторів на тварин і розпочато вивчення їх ефективності в клініці на хворих із захворюваннями органів і судин.

Генна терапія не розвивається так швидко, як передбачали багато вчених, але все ж є постійний прогрес і поки немає ніяких нездоланних перешкод. Принцип генної терапії полягає в тому, що треба зробити одне і тільки одне унікальне зміна в організмі і бути впевненим у відсутності найбільш важливих побічних ефектів - онкогенного і алергенної. Ціна помилки дуже висока. Вважається, що в подальшому генна терапія зможе стати методом корекції мутацій і лікування деяких спадкових захворювань (дефіцитів ферментів, ССЗ). Але в даний час внести зміни в ДНК всіх клітин живої людини не представляється можливим, тому слід остерігатися рекламних спекуляцій, що пропонують виправити геном, видаливши з нього ділянки, нібито пов`язані з алкогольною, наркотичною залежністю, ожирінням і ще низки недуг, які можна вилікувати і без допомоги генних лжетерапевтов.

Методи ДНК-діагностики спадкових захворювань

Незважаючи на інформацію, що з`явилася можливість хромосомного картування, яке дозволяє навіть у ненародженої дитини виявити грубі хромосомні аномалії (синдром Дауна, Патау, Клайнфельтера), хромосомна карта не дає нам уявлення про генотип - наборі генів майбутнього людини. Для визначення змін в окремих генах нам допоможе ДНК-діагностика, яка проводиться в федеральних медико-генетичних центрах Москви, Санкт-Петербурга, Томська і стосується поки тільки найбільш важливих, значущих хвороб. Такі методи ДНК-діагностики дозволяють не тільки виявляти генні хвороби, але і виявляти безсимптомних носіїв мутацій і вести ефективну профілактику хвороб в сім`ях високого ризику. Останнім часом ДНК-діагностика захворювань стає все більш доступною в повсякденній практиці. Багато тестів стали вже рутинними при визначенні ризику, особливо в країнах Європи. Швидко розвиваються методи, вже дозволяють виявляти зміни не цілих генів, а навіть окремих нуклеотидів, з яких побудований генетичний код - так звані точкові заміни, які теж можуть визначати ризик розвитку захворювань. До таких відносяться атеросклероз, ішемія серця, цукровий діабет, онкологія і деякі нервово-психічні захворювання. З`явилися напрацювання в області фармакогенетики - науки, що вивчає вплив генетичних особливостей людини на ефективності проведеної фармакотерапії захворювань. Зараз ДНК-діагностика стала доступною кожному, і будь-яка людина може дізнатися, чи є у нього генетичні фактори, які можуть впливати на схильність до того чи іншого захворювання.

Що стосується ССЗ, слід абсолютно чітко вказати наступне: за сучасними даними, внесок генетичних факторів і статі в патогенез ІХС та АГ не перевищує 20%. Решта 80% дають традиційні чинники, серед яких неправильне харчування, куріння, гіподинамія, цукровий діабет та ін. Особливо багато робіт про взаємодію генетичних факторів і куріння. У них було показано, що несприятливі генотипи сильніше збільшують ризик ССЗ у курців. У той же час у осіб з генотипами, що підвищують ризик ССЗ, але при цьому регулярно займаються фізкультурою, ризик не вище і навіть нижче, ніж в іншій популяції.