В Смирнов, академик Российской академии медицинских наук,
член-корреспондент РАН,
директор Института экспериментальной
кардиологии Кардиокомплекса Минздрава РФ
Записала О. Сугой
Опубликовано в журнале "Наука и жизнь", N 8, 2001 г.
| Содержание
|
Каким образом здоровый организм взрослого
человека восстанавливает органы и ткани в случае
их повреждения? Неужели эволюция не позаботилась
о выходе из экстремальных ситуаций? Организм
должен осуществлять и, конечно же, осуществляет
регенерацию поврежденных тканей. И делает он это
с помощью клеток, из которых можно получить любые
другие клетки, - стволовых клеток.
Установлено, что в регенерации участвуют два
вида стволовых клеток - специализированные
тканевые и универсальные стромальные клетки
костного мозга.
Неспроста мудрая природа наряду с "локальными
депо" (тканевыми стволовыми клетками) создала
и "центральный склад запчастей" (стромальные
клетки костного мозга). Если тканевые стволовые
клетки используются для восстановления
поврежденных участков только в данном месте и
для определенного вида ткани (костные - для
костей, мышечные - для мышц и т. д.), то "запчасти
центрального склада" - стромальные стволовые
клетки костного мозга - универсальны. Они
поступают с кровотоком в поврежденный орган или
ткань и на месте под влиянием различных
сигнальных веществ превращаются в нужные
специализированные клетки, которые замещают
погибшие.
 |
Стромальные стволовые клетки костного мозга
способны превращаться во многие другие клетки
организма. |
Еще в 60-е годы Фриденштейн и его коллеги в
экспериментах на животных клетках показали, что
стромальные клетки способны превращаться в
хрящевые (хондроциты), в жировые (адипоциты) и
костные (остеобласты) клетки. Причем способность
к таким превращениям у них сохраняется и при
выращивании колонии из одной единственной
стромальной клетки. То есть принципиально
возможно вырастить большое количество
стромальных клеток, а затем с помощью
специальных сигнальных веществ направить их "по
нужному пути" - для восстановления
поврежденных тканей.
В случае тяжелых повреждений организму своих
собственных стромальных клеток не хватает. Ему
можно помочь, вводя стромальные клетки извне.
Итальянские ученые поставили простой опыт:
методом облучения мышам полностью удалили
костный мозг, затем ввели специально помеченные
стромальные клетки. Через несколько дней
животным дали препарат, от которого у них начали
разрушаться мышцы передних ног. Через две недели
после инъекции стромальных клеток мышечная
ткань передних лапок у мышей частично
восстановилась. Оказалось, что большая часть
новых мышечных клеток образовалась из введенных
стромальных. Видимо, стромальные клетки подходят
к месту повреждения, где получают "химический
сигнал" о том, в какие клетки им нужно
превратиться, чтобы компенсировать потери
организма. Более того, ученые сумели "заставить" стромальные клетки под действием специальных
сигнальных веществ превращаться в клетки
гладких мышц прямо "в пробирке".
Оказалось, что введение стромальных клеток
костного мозга в зону повреждения сердечной мышцы (зону инфаркта) практически полностью устраняет явления послеинфарктной сердечной
недостаточности у экспериментальных животных.
Так, стромальные клетки, введенные свиньям-"инфарктникам",
уже через восемь недель полностью перерождаются
в клетки сердечной мышцы, восстанавливая ее
функции практически полностью.
Результаты такого лечения инфаркта у животных
просто поразительны. По данным American Heart Association (Американского
кардиологического общества) за 2000 год, у крыс с
искусственно вызванным инфарктом 90% стромальных
клеток костного мозга, введенных в область
сердца, полностью перерождаются в клетки
сердечной мышцы.
 |
У мышей вызывали инфаркт, а затем через 1-5 часов
делали две инъекции стромальных клеток в
инфарктную зону. Эти стромальные клетки имели
специальные метки, чтобы их можно было отличить
от собственных клеток сердечной мышцы. Оказалось,
что все введенные стромальные клетки
устремились в поврежденную зону, где
превратились в клетки сердечной мышцы,
гладкомышечные клетки, клетки эндотелия новых
артериол и коронарных сосудов. Ткань, возникшая
на месте повреждения, проводит электрические
импульсы. Успешность эксперимента - 40 процентов. |
Японские ученые получили из стромальных клеток
костного мозга мышей клетки сердечной мышцы
прямо в лаборатории: в культуру стромальных
клеток добавили специальное вещество (5-азоцитидин),
и они, как по мановению волшебной палочки, начали
превращаться в клетки сердечной мышцы.
Такая клеточная терапия для восстановления
повреждений сердечной мышцы после инфаркта
весьма перспективна, потому что для нее
используются собственные стволовые стромальные
клетки организма. А они не отторгаются, кроме
того, при введении взрослых стволовых клеток
исключена вероятность их злокачественного перерождения.
И уж совсем невероятная метаморфоза -
стромальные клетки могут настолько "забыть" о своем костномозговом происхождении, что под
влиянием определенных факторов превращаются
даже в нервные клетки (нейроны). Через две недели
после добавления специального сигнального
вещества в культуру стромальных клеток они уже
на 80% состоят из нейронов! Это пока лишь "пробирочное"
достижение, но оно вселяет надежду на излечение
больных с тяжелыми поражениями спинного и
головного мозга. Тем более, что (как показали
многие исследователи) при введении собственных
стромальных клеток костного мозга в
спинномозговой канал человека они равномерно
распределяются по всем отделам головного мозга,
не нарушая его структуры.
Чрезвычайно важный эксперимент провели
американские исследователи. У мышей
искусственным образом вызывали инсульт, после
чего вводили им собственные стромальные клетки в
спинномозговой канал. В 100% случаев у мышей
происходило частичное восстановление
двигательной активности конечностей. Результат
многообещающий, поэтому неудивительно, что
система Национальных Институтов Здоровья США
выделила на разработку проблемы превращения
стромальных клеток в нейроны огромные средства.
Инсульт - болезнь распространенная и пока
неизлечимая.
Стромальные клетки превращаются и в печеночные.
Установлено, что при повреждении печени новые
печеночные клетки (гепатоциты) и их
предшественники формируются в основном из
донорских стромальных клеток костного мозга.
Наши собственные исследования, проведенные в
Институте экспериментальной кардиологии в
группе Эммы Львовны Соболевой, показали, что
такое распространенное заболевание, как атеро-склероз,
приводит к увеличению потока стромальных клеток
костного мозга в кровяное русло, а оттуда - в зоны
уплотнений (липопротеиновых бляшек) на стенках
сосудов. Очевидно, именно поэтому у больных
атеросклерозом (как показали работы, проведенные
совместно с группой профессора Р. С. Акчурина)
костный мозг обеднен стромальными клетками.
Возможно, организм "посылает" стромальные
клетки для восстановления повреждений сосудов. А
они "залечивают" повреждения, превращаясь в
клетки костной или хрящевой ткани. Тогда
наблюдаемое при атеросклерозе окостенение
сосудов - нормальная реакция стромальных клеток
на неполадки в сосудистой системе. Так это или
нет - покажут дальнейшие исследования.
Назад | Вперед
Посмотреть комментарии[1]
|
