Лечение стволовыми клетками: правда об исследованиях

Сегодня коммерческие организации борются друг с другом за право стать первыми в области успешного терапевтического применения эмбриональных стволовых клеток, а некоторые врачи и медицинские центры, в том числе стран бывшего СНГ, утверждают, что в их руках это уже реальность. Более того, они обещают больным за вполне определенное вознаграждение исцелить стволовыми клетками. Как же ситуация обстоит на самом деле?

Эмбриональные стволовые клетки являются потенциально очень мощным оружием в борьбе с болезнью, поскольку действительно могут дифференцироваться в соответствии с потребностью больного, однако до сих пор еще не создано методики, позволяющей эффективно внедрить их в организм лабораторного животного, а тем более человека – так, чтобы теоретическая эффективность совпала с практической.

Стволовые клетки в лечении травм спинного мозга

В мае 2008 года регулирующая организация FDA остановила проводившееся тремя американскими компаниями, включая Geron Corp. – пионера стволовых клеток в США, исследование эффективности применения клеток-предшественников, полученных из эмбриональных клеток, для лечения острых повреждений спинного мозга. Это объяснялось в первую очередь сомнениями в безопасности методик и потенциальной непредсказуемостью поведения стволовых клеток в организме человека.

Вскоре после выборов в США нового президента, Барака Обамы, промоторы лечения стволовыми клетками получили официальное разрешение на проведение своих исследований – в этом месяце часть работ со стволовыми клетками снова приостановлена по инициативе FDA.

В доклинических исследованиях лабораторным животным (как правило, крысам) с повреждениями спинного мозга трансплантировались многие виды клеток. Но независимо от того, были это стволовые клетки нервного ряда, гематопоэтические, стромы костного мозга, эмбриональные или индуцированные плюрипотентные – результат был один: быстрая гибель значительной части клеток вскоре после трансплантации.

Недавний анализ трех методик доставки клеток к спинному мозгу: люмбальной пункции, внутривенной инъекции и непосредственного введения в спинной мозг, Birgit Neuhuber et al из Drexel University College of Medicine обнаружил, что через три недели после манипуляции приживление стромальных костномозговых клеток в спинном мозгу было неэффективным во всех трех случаях [1]. Самая инвазивная методика – непосредственное введение клеток – дала наилучший результат (прижилось 6.1% клеток). Приживаемость клеток при люмбальной пункции составила 3.4%, а внутривенной инъекции – 1.6%. Аналогичные результаты получены сотрудниками University of Calgary – 95% подсаживаемых стволовых клеток попросту гибнут, хотя добавление коктейля из факторов роста, противовоспалительных средств и иммуносуппрессантов позволило в одном из исследований добиться 40% выживаемости стволовых клеток [2].

В поисках лучших методик доставки клеток исследователи применяют различные подходы. Одним из них является помещение клеток в надежную инертную матрицу. Такие материалы как гидрогели (натуральные или синтетические нерастворимые в воде полимеры) могут быть использованы как своеобразные леса вокруг спинного мозга, на которых стволовые клетки могут быть зафиксированы и откуда начать свой рост. Так Shoichet et al разработали мягкую пористую трубку из гидрогеля и заселили ее стволовыми клетками [3]. Эта методика улучшила выживаемость клеток in vivo, однако не повлияла на восстановление функций животных. Кроме того, фиксация трубки к спинному мозгу является высокоинвазивным вмешательством, возможные риски при которой могут перевешивать возможные благоприятные эффекты методики. Также опасно и непосредственное введение клеток в спинной мозг: оно может вызвать как локальную демиелинизацию, так и воспаление.

Кроме вопроса выживаемости клеток важную роль играет и выбор времени трансплантации – времени, прошедшего от момента получения травмы. Клетки, введенные слишком рано, будут уничтожены вследствие натуральной воспалительной реакции, введенные же слишком поздно, будут заблокированы рубцовой тканью. Аналитики компании Geron Corp. ожидают, что наиболее удачной может быть трансплантация с 7 по 14 день после получения травмы пациентом.

Уже проведено и несколько исследований эффективности стволовых клеток на людях – в России, Бразилии и Японии. В них преимущественно использовались стволовые клетки, полученные из крови или костного мозга самого пациента, однако организация большинства из них не соответствует мировым стандартам в смысле контроля, точности документации и длительности наблюдения. Кроме того, повреждения спинного мозга характеризуются крайне высокой вариабельностью самостоятельного восстановления в течение первых трех месяцев, что для получения достоверных результатов требует вовлечения в исследование нескольких сотен пациентов.

Следует отметить, что в феврале текущего года у ребенка, проходившего нерегулируемое лечение стволовыми клетками по поводу нейродегенеративного заболевания в Москве, было зафиксировано развитие части имплантированных клеток в опухоли головного и спинного мозга. Диагноз установлен в Израиле после того, как больной обратился за медицинской помощью с жалобами на головные боли [4].

Стволовые клетки в лечении заболеваний сердца, включая инфаркт миокарда

Исследования эффективности стволовых клеток в лечении заболеваний сердца, в отличие от таковых спинного мозга, ведутся в Европе и Северной Америке – учеными исследуются потенциальные благоприятные эффекты введения скелетных миобластов, клеток костного мозга, мезенхимальных стволовых клеток и стволовых клеток сердечной мышцы, полученной путем биопсии сердца. Результаты пока, к сожалению, также не позволяют внедрить лечение стволовыми клетками в жизнь.

В первых исследованиях клеток костного мозга и миобластов, введенных в ткань сердца, исследователи ожидали увидеть их дифференциацию в кардиомиоциты. Практика оказалась разочаровывающей: этого не произошло. Отмеченное в ходе исследований улучшение функции сердца было вызвано кратковременным паракринным влиянием трансплантированных клеток: мезенхимальные клетки продуцируют целый ряд факторов роста, в том числе и при введении их в сердечную мышцу.

Единственными клетками, продемонстрировавшими способность превращаться в кардиомиоциты, оказались эмбриональные стволовые клетки и индуцированные клетки-предшественники. Эндогенные зрелые стволовые клетки не превращаются в кардиомиоциты in vitro, но в присутствии кардиомиоцитов – да.

Так же, как и в ситуации со спинным мозгом, большая часть введенных стволовых клеток почти сразу погибает. Как правило, вводятся они в коронарную артерию или непосредственно миокард. Во время II фазы рандомизированного двойного слепого клинического исследования, проводившегося в 21 академическом госпитале Европы в 2002-2006 годах, было показано, что прямое введение является плохо воспроизводимым, а кластеры прижившихся стволовых клеток повышают риск развития сердечных аритмий [5].

Решение с гидрогелями и клетками из костного мозга было проверено в недавнем пилотном исследовании на крысах – оно показало лучшую выживаемость и приживаемость клеток в сравнении с солевым раствором [6]. Однако гидрогели являются для организма потенциально чужеродными субстанциями, в связи с чем разработчики во главе с Teruo Okano из Tokyo Women's Medical University изобрели биологический способ создания пластов стволовых клеток, связывая их экстрацеллюлярным матриксом [7]. Такая методика потенциально может повышать выживаемость клеток путем сохранения контактов и передачи поддерживающих их жизнь сигналов.

Несмотря на отсутствие сколь-нибудь впечатляющих данных об эффективности лечения стволовыми клетками, эта метода остается потенциально перспективной, а оглашаемые сегодня ошибки и неудачи должны не позволить лечению будущего быть скомпрометированным руками недобросовестных охотников за наживой.