Стовбурові клітини пуповинної та периферичної крові

Стовбурові клітини - це ієрархія особливих клітин живих організмів, кожна з яких здатна згодом змінюватися (диференціюватися) особливим чином (тобто отримувати спеціалізацію і далі розвиватися як звичайна клітина). Відмінність стовбурових клітин полягає в тому, що вони можуть ділитися необмежено, поки не "перетворяться" в зрілі, а зрілі клітини зазвичай мають обмежену кількість циклів ділення.

Відповідно до сучасних гіпотез і уявленням, у ссавців існують стовбурові клітини для всіх видів тканин і органів протягом всього терміну життя індивідуума.

Більше того, є дані, що існує єдина Мультіпотентная (універсальна) стовбурова клітина. Подальша її спеціалізація визначається набором стимулів, з якими ця клітина зустрічається в організмі.

Переконливо доведено, що з цих клітин відбуваються не тільки всі паростки кровотворення, але й інші клітини організму. За певних умов зі стовбурної клітини крові можна отримати клітку скелетної мускулатури, клітку серцевого м'яза, виростити справжню кістку і хрящ, і, навіть, виростити клітку головного мозку - нейрон. Ці лабораторні дані знайшли своє застосування в клініці. За допомогою трансплантації клітин крові робляться перші кроки в лікуванні захворювань скелетних м'язів (міопатія Дюшена), ендокринної патології (цукровий діабет), дегенеративних хвороб центральної нервової системи (хвороба Альцгеймера, розсіяний склероз). Лікування гострого інфаркту міокарда із застосуванням стовбурових клітин вийшло за рамки експерименту і увійшло в клінічну практику. Періодичні переливання клітин, отриманих на ранніх етапах життя, можуть сприяти уповільненню процесів старіння. Трансплантації стовбурових клітин, яким додані певні властивості методом генної інженерії, робить перші успішні кроки.

Враховуючи швидкість розвитку біотехнологій, можна впевнено прогнозувати поява програм з використанням трансплантацій модифікованих стовбурових клітин крові для лікування інвалідизуючих і невиліковних нині захворювань.

У насотящее час в світі щороку з приводу різних захворювань проводиться більше 20000 трансплантацій стовбурових клітин.

Джерела стовбурових клітин

Найбільш багата стовбуровими клітинами пуповинна кров новонародженого. Ці стовбурові клітини, крім іншого, мають найбільшу здатність до поділу і спеціалізації, і не піддалися впливу зовнішнього і внутрішнього середовища.

Процедура збору пуповинної крові добре розроблена і безпечна для матері і дитини. З початку 90-х років в США, Європі, Японії, Австралії, а зараз і в Россі за бажанням батьків практикується збирання, заморозка і довічне зберігання клітин пуповинної крові новонародженого. До теперішнього часу в банках зберігається понад 100 000 зразків.

Другим джерелом стовбурових клітин є кістковий мозок. За певних умов стовбурові клітини виходять в периферичну кров і циркулюють там нетривалий час.

За останні два десятиліття розроблена методика, що дозволяє отримувати стволові клітини з крові і зберігати їх тривало без втрати властивостей. Ця методика передбачає попередню стимуляцію кровотворення донора для збільшення вмісту цікавлять клітин в кровотоці в десятки разів і їх паркан за допомогою клітинного сепаратора крові.

У міру старіння організму капітал стовбурових клітин виснажується, істотно знижується їх здатність до поділу, сповільнюються процеси життєдіяльності, що призводить до порушення функцій органів і систем, старінню організму, може бути причиною виникнення пухлин. Чим раніше зібрані і законсервовані стовбурові клітини, тим більше їх потенціал в плані відновлення втрачених функцій. Таким чином, кожна людина може стати донором стовбурових клітин для самого себе.

Великі наукові медичні центри Російської Федерації, наприклад, ГУ РОНЦ ім. М.М. Блохіна, РАМН, Кардіологічний науковий центр ім. Бакулєва та ін., Розробили і впровадили протоколи лікування хворих, з використанням стовбурових клітин крові.

Вивчаються можливості виділення і застосування стовбурових клітин з менструальної крові жінок дітородного віку.

Ефективність клітинної терапії показана і доведена в наступних областях медицини:

1. Онкологія (трансплантація стовбурових клітин крові власне хворого або здорового донора при захворюваннях крові або солідних пухлинах).
2. Гематологія (трансплантація клітин крові донора при придбаних або вроджених апластична анемія).
3. радіомедицина (гостра і хронічна променева хвороба).
4. Імунологія (вроджені імунодефіцитні стани).
5. Запальні захворювання (ревматоїдний артрит, системний червоний вовчак).
Клінічні випробування, проведені за останні десятиліття, розширили показання до клітинної терапії і дозволили її впровадити в:
1. кардіологію (трансплантація клітин у вогнище інфаркту міокарда, терапія атеросклерозу) -
2. неврологію (реабілітація після травм і захворювань головного і спинного мозку) -
3. травматології та ортопедії (лікування тривало гояться переломів кісток).

Також отримані позитивні результати застосування стовбурових клітин у комплексному лікуванні вроджених захворювань (хвороби накопичення, приклад хвороба Гоше, Неймана-Піка).

У найближчій перспективі (5-10 років) лікування хворих на цукровий діабет, дегенеративними захворюваннями, шляхом трансплантації модифікованих або клонованих стовбурових клітин донора (методами генної інженерії)

У зв'язку з високою цінністю стовбурових клітин, як «будівельного матеріалу» для організму хворої людини, пропонується наступна програма збору, кріоконсервування і тривалого зберігання кровотворних стовбурних клітин крові, отриманих з пуповинної крові новонародженої дитини або периферичної крові дорослої людини.

Отримання стовбурових клітин з пуповинної крові

Пуповинна кров належить новонародженій дитині і містить у декілька разів більше стовбурових клітин, які знаходяться на різних ступенях зрілості, ніж кров дорослої людини. До кінця 80-х років минулого століття пуповинна кров практично не використовувалася для потреб дитини чи її батьків. Перші трансплантації стовбурових клітин пуповинної крові показали її ефективність і доцільність персонального зберігання. Якщо пуповинна кров не збирається вона знищується разом з плацентою. Збір пуповинної крові після народження дитини - унікальна, однократна можливість забезпечити запас стовбурових клітин без будь-яких медичних маніпуляцій і введення препаратів. Отримання стовбурових клітин з будь-яких інших частин пуповини і плаценти - це широко поширений міф.

Переваги пуповинної крові.

1. Збір пуповинної крові проводиться після народження дитини і його відділення від матері, шляхом перетину пуповини.
2. Процедура збору крові безболісна і безпечна як для матері, так і для новонародженого (дитина вже відділений від пуповини, а плаценти не має загальних судин і нервових закінчень зі стінкою матки породіллі).
3. Збирається лише та кров, яка знаходиться в судинах плаценти і пуповини. Це означає, що ні у породіллі, ні у новонародженого кров не береться.
4. Збір крові не вимагає проведення спеціальних маніпуляцій і введення будь-яких препаратів.
5. Процедура збору триває всього кілька хвилин.
6. Пуповинна кров - найбільш багата стовбуровими клітинами субстанція людського організму.
7. У пуповинній крові присутні молоді стовбурові клітини з необмеженим потенціалом поділу та диференціювання.

Короткий опис методу отримання клітин пуповинної крові.

Збір пуповинної крові здійснюється після народження дитини і відділення його від пуповини. Ні мати, ні дитина не відчувають больових відчуттів. У ряді випадків можливий забір пуповинної крові і після відділення плаценти, якщо немає сумніву в її цілісності. Кров збирається в спеціальну систему з консервантом шляхом пункції голкою вени пуповини. Після того як кров перетече з пуповини в спеціальну систему, її доставляють у лабораторію для обробки, виділення клітин їх консервування і тривалого зберігання.

Обстеження матері до і після забору пуповинної крові.

Перед тим як зібрати пуповинну кров породілля повинна бути оглянута лікарем і обстежена на носійство небезпечних інфекцій (гепатит В і С, ВІЛ, сифіліс, гонорею та ін.). Також необхідно зробити загальний і біохімічний аналіз крові (визначити кількість формених елементів крові, глюкози, білірубіну, білка, ферментів і. Т.д.).

Підготовка в кріоконсервації пуповинної крові і тривале зберігання стовбурових клітин

Після доставки спеціальної системи з пуповинної кров'ю в лабораторію проводиться виділення стовбурових клітин, приміщення клітин в спеціальний контейнер і їх заморожування при ультранизьких температурах (мінус 196 0С). Далі заморожений матеріал зберігається в в індивідуальної комірки кріохраніліща під індивідуальним номером. За результатами обробки пуповинної крові оформляється протокол, який містить опис процедури та показники якості матеріалу.

Термін зберігання клітин в рідкому азоті необмежений. 

Отримання стовбурових клітин у дорослої людини (донора)

Якщо пуповинна кров не була заготовлена безпосередньо після пологів, стовбурові клітини можуть бути отримані з периферичної крові здорових, повнолітніх донорів при дотриманні певних умов.

Короткий опис методу отримання стовбурових клітин.

Процедура умовно поділяється на дві частини

1) Мобілізація стовбурових клітин в периферичну кров:
З метою збільшення кількості стовбурових клітин у периферичній крові донор отримує 8 ін'єкцій гранулоцитарного колонієстимулюючого фактора (Г-КСФ), підшкірно з інтервалом в 10-12 годин протягом 4 днів. Г-КСФ являє собою медичний препарат, отриманий шляхом генної інженерії.

2) Збір стовбурових клітин або отримання сепарати:
Здійснюється на 5 день від початку стимуляції Г-КСФ на сепараторі крові з використанням одноразової системи для сепарації і стандартних розчинів. Тривалість процедури становить не більше 3:00, в залежності від швидкості процедури, ваги донора і параметрів аналізу крові. Процедура збору клітин проводиться шляхом забору крові з однієї вени, обробки її всередині сепаратора, забору певного обсягу стовбурових клітин і повернення решти компонентів крові донору через іншу вену.

Переваги стовбурових клітин крові.

1. Можливість отримання з периферичної крові без застосування загального наркозу з мінімальною травматичністю для донора.
2. Можливість проведення багаторазових і повторних сеансів отримання стовбурових клітин. 3. Відносна швидкість отримання.
4. Швидке відновлення кровотворення у разі трансплантації, зменшення часу перебування в стаціонарі.

Кріоконсервація стовбурових клітин.

Після доставки сепарати в лабораторію проводиться його обробка. Потім клітинний концентрат переводиться в спеціальний кріоконтейнер і заморожується при ультранизької температурі (мінус 196 0С). Далі заморожений матеріал зберігається в індивідуальної комірки кріохраніліща під індивідуальним номером. За результатами обробки пуповинної крові оформляється протокол, який містить опис процедури та показники якості матеріалу.

Застосування стовбурових клітин.

Клітини можуть бути використані для лікування гематологічних та онкологічних хворих (трансплантація стовбурових клітин крові власне хворого або здорового донора при захворюваннях крові або солідних пухлинах). У гематології, радіомедицина, імунології та інших галузях медицини: трансплантація клітин крові донора при придбаних або вроджених апластических анеміях- гостра і хронічна променева хвороба, вроджені імунодефіцитні стану- розсіяний склероз- ревматоїдний артрит, системний червоний вовчак та ін.

Наприклад, тільки в одній Москві існує кілька державних медичних установ, що використовують у лікуванні хворих стовбурові клітини. Серед них можна виділити такі центри, як: россйскіх онкологічний науковий центр ім. М.М. Блохіна, Медико-хірургічний центр ім. Н.В. Пирогова, Гематологический науковий центр, Науковий Центр серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва РАМН, ФНЦ трансплантології і штучних органів імені академіка Шумакова та інші.

Сприятливий прогноз трансплантації вище при найбільшій схожості донора і реципієнта за антигенами тканинної сумісності (HLA - human leucocyte antigens - антигени тканинної сумісності, людські лейкоцитарні антигени). Підібрати донора, повністю сумісного з реципієнтом за антигенами HLA, дуже складно, оскільки число комбінацій, складених більш ніж з 100 антигенів цього сімейства, надзвичайно велике. Знайти донора, повністю сумісного з реципієнтом за антигенами HLA, серед людей, які не є його родичами, майже неможливо. Можливість добору повністю сумісного донора серед рідних братів і сестер становить 1: 4, так як гени HLA успадковуються за законами Менделя. При спадкуванні HLA - антигенів дитина отримує по одному гену кожного локусу від обох батьків, тобто половина антигенів тканинної сумісності успадковується від матері і половина від батька.

Таким чином, представлена програма збору, кріоконсервування і тривалого зберігання стовбурових кровотворних клітин допоможе забезпечити донора та його близьких родичів «унікальними», доступними тільки для них, стовбуровими клітинами, а також дасть можливість застосування клітин у разі потреби.