Алиев. Современные клеточные технологии в медицине - файл n1.doc

Алиев. Современные клеточные технологии в медицине
скачать (1468 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1468kb.21.10.2012 09:57скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
УДК 616.1

ББК 54.10:54.103 С56

Под редакцией академика М. А. Алиева

Рецензенты

Кузьмин Ю. А., доктор мед. наук, профессор, заведующий лабораторией иммунологии Научного центра охраны материнства и детства МЗ РК.

Нургалиева Г. К., доктор мед. наук, заведующая отделением НИИ кардиологии и внутренних болезней МЗ РК.

Авторы: М.А. Алиев, Н.Н. Беляев, Ж.А. Сатыбалдиева, Б.А. Жумабаева, Р.С. Кузденбаева, М. Рысулы, СМ. Мамадалиев, Е.Н. Троицкий, Б.М. Хайрул-лин, Н.Т. Битов, А.К. Наханов, К.Д. Сембаев, А.К. Джусипов, ЮД. Денисов, Е.А. Северова, Н.М. Поминова, Е. Середа, Е.А. Енин, Г.К. Закирьянова, Т.А. Супниязова, Ю.В. Перфильева

С56 Современные клеточные технологии в медицине/ Под ред. академика НАН РКМ. А. Алиева.—Алматы, 2006— 192 с.

ISBN 9965-21-135-3

В настоящей книге впервые в нашей стране рассматриваются различные аспекты медико-биологических основ современного и перспективного направления лечения заболеваний сердца — клеточной терапии. В основу монографии положен собственный эксперименталь­ный и клинико-лабораторный опыт группы исследователей из различных научных организаций Республики Казахстан, связанных единым планом разработки основ применения клеточных технологий в сердечно-сосудистой хирургии.

Рассматриваются роль различных цитокинов и факторов, регулирующих жизнедеятель­ность гемопоэтических стволовых клеток в развитии хирургической патологии и возможные методы коррекции выявленных нарушений. Специальный раздел посвящен актуальным вопросам выделения и культивирования гемопоэтических стволовых клеток человека.

В монографии изложены новые данные о влиянии ГСК фенотипа CD 34+ пуповинной крови на состояние цитокиновой регуляции и иммунный статус условно здоровых добро­вольцев, принимавших участие в клинических испытаниях. Разработанная оригинальная модель острого инфаркта миокарда у животных была использована для изучения процессов ремоделирования и репарации миокарда при экспериментальной клеточной терапии.

Книга представляет интерес для клиницистов различных специальностей, так как клеточная терапия может быть использована для лечения многих заболеваний.

^4108040200—003

С 00(05)_06 6ез объявл. - 06 ББК 54.10: 54.103

© Все авторы имеют одинаковое право © Издательство "Мектеп",

художественное оформление, 2006
Все права защищены
Имущественные права на издание
IbBN 9965—21135—3 принадлежат издательству "Мектеп"

ВВЕДЕНИЕ

Использование стволовых клеток для лечения различных заболеваний печени и сахарного диабета в Казахстане впервые было начато в Научном национальном центре хирургии им. А. Н. Сызганова более 10 лет назад и совпали по времени с приобретением независимости нашей республикой. Это было трудное для науки и страны время. Но, несмотря на это, мы продолжали свою научную работу. Одним из перспективных направлений мы тогда считали развитие в стране клеточных трансплантаций. Конечно, клеточные трансплантации не способны в полной мере заменить трансплантацию органов, однако было ясное понимание — это технологии будущего.

Сотрудники старейшего научного учреждения страны — Научного центра хирургии им. А. Н. Сызганова — пришли к клиническому использованию различных вариантов клеточной трансплантации (тогда это еще не называлось клеточной терапией в современном понимании) через экспериментальный этап исследований на животных. Сегодня, в XXI в., ведущей парадигмой медицинской науки является следующее: прежде чем рекомендовать новый способ лечения, необходимо провести серьезные доклинические и длительные клинические испытания по специальным программам. Нет необходимости подвергать больных людей дополнительной опасности, испытывая на них никем ни признанные технологии лечения.

На современном этапе развития медицины на использование стволовых клеток возлагаются большие надежды. Это конкурентоспособная и инновационная область научных исследований. Сегодня существуют следующие основные направления клеточной терапии.

1. Заместительная и восстановительная терапия:

а) производится введение экзогенных стволовых клеток с целью замещения
или регенерации тканей организма человека;

б) осуществляется эндогенная стимуляция собственных стволовых клеток
человека цитокинами и факторами роста.

2. Направленная дифференцировка стволовых клеток в условиях
культивирования in vitro.

3. Получение клеток, обладающих высоким терапевтическим потенциалом,
путем культивирования стволовых клеток вне организма в специальных средах.


В Казахстане все научные коллективы пока работают только над введением экзогенных клеток в организм человека. В Центре хирургии же разработан новый научный подход к лечению заболеваний сердца. В нем будет использована новая модель эндогенной стимуляции собственных стволовых клеток больных с различными хирургическими заболеваниями.

Совместно с Институтом кардиологии МЗ РК и Институтом молекулярной биологии ЦБИ МОН РК разрабатывается модель лечения заболеваний сердца стволовыми клетками костного мозга в эксперименте. В 2007—2008 гг. на базе Центра хирургии и Института кардиологии исследования будут проводиться на больных с сердечно-сосудистой патологией. Им будут введены в миокард собственные стволовые клетки, полученные из их же костного мозга.

Совместно с Научно-исследовательским институтом проблем биологи-

УДК 616.1

ББК 54.10:54.103 С56

Под редакцией академика М. А. Алиева

Рецензенты

Кузьмин Ю. А., доктор мед. наук, профессор, заведующий лабораторией иммунологии Научного центра охраны материнства и детства МЗ РК.

Нургалиева Г. К., доктор мед. наук, заведующая отделением НИИ кардиологии и внутренних болезней МЗ РК.

Авторы: М.А. Алиев, Н.Н. Беляев, Ж А. Сатыбалдиева, Б.А. Жумабаева, Р.С. Кузденбаева, М. Рысулы, СМ. Мамадалиев, Е.Н. Троицкий, Б.М. Хайрул-лин, Н.Т. Битов, А.К. Наханов, К.Д. Сембаев, А.К. Джусипов, Ю.Д. Денисов, Е.А. Северова, Н.М. Поминова, Е. Середа, Е.А. Енин, Г.К. Закирьянова, ТА. Супниязова, Ю.В. Перфильева

С56 Современные клеточные технологии в медицине/ Под ред. академика НАН РК М. А. Алиева. - Алматы, 2006 -192 с.

ISBN 9965-21-135-3

В настоящей книге впервые в нашей стране рассматриваются различные аспекты медико-биологических основ современного и перспективного направления лечения заболеваний сердца — клеточной терапии. В основу монографии положен собственный эксперименталь­ный и клинико-лабораторный опыт группы исследователей из различных научных организаций Республики Казахстан, связанных единым планом разработки основ применения клеточных технологий в сердечно-сосудистой хирургии.

Рассматриваются роль различных цитокинов и факторов, регулирующих жизнедеятель­ность гемопоэтических стволовых клеток в развитии хирургической патологии и возможные методы коррекции выявленных нарушений. Специальный раздел посвящен актуальным вопросам выделения и культивирования гемопоэтических стволовых клеток человека.

В монографии изложены новые данные о влиянии ГСК фенотипа CD 34+ пуповинной крови на состояние цитокиновой регуляции и иммунный статус условно здоровых добро­вольцев, принимавших участие в клинических испытаниях. Разработанная оригинальная модель острого инфаркта миокарда у животных была использована для изучения процессов ремоделирования и репарации миокарда при экспериментальной клеточной терапии.

Книга представляет интерес для клиницистов различных специальностей, так как клеточная терапия может быть использована для лечения многих заболеваний.

4108040200—003
С 00(051-06 бе3 объявл- 06 ББК 5410: 54103

© Все авторы имеют одинаковое право © Издательство "Мектеп",

художественное оформление, 2006
Все права защищены
Имущественные права на издание
ISBN 9965-21 135—3 принадлежат издательству "Мектеп"

ВВЕДЕНИЕ

Использование стволовых клеток для лечения различных заболеваний печени и сахарного диабета в Казахстане впервые было начато в Научном национальном центре хирургии им. А. Н. Сызганова более 10 лет назад и совпали по времени с приобретением независимости нашей республикой. Это было трудное для науки и страны время. Но, несмотря на это, мы продолжали свою научную работу. Одним из перспективных направлений мы тогда считали развитие в стране клеточных трансплантаций. Конечно, клеточные трансплантации не способны в полной мере заменить трансплантацию органов, однако было ясное понимание — это технологии будущего.

Сотрудники старейшего научного учреждения страны—Научного центра хирургии им. А. Н. Сызганова — пришли к клиническому использованию различных вариантов клеточной трансплантации (тогда это еще не называлось клеточной терапией в современном понимании) через экспериментальный этап исследований на животных. Сегодня, в XXI в., ведущей парадигмой медицинской науки является следующее: прежде чем рекомендовать новый способ лечения, необходимо провести серьезные доклинические и длительные клинические испытания по специальным программам. Нет необходимости подвергать больных людей дополнительной опасности, испытывая на них никем ни признанные технологии лечения.

На современном этапе развития медицины на использование стволовых клеток возлагаются большие надежды. Это конкурентоспособная и инновационная область научных исследований. Сегодня существуют следующие основные направления клеточной терапии.

1. Заместительная и восстановительная терапия:

а) производится введение экзогенных стволовых клеток с целью замещения
или регенерации тканей организма человека;

б) осуществляется эндогенная стимуляция собственных стволовых клеток
человека цитокинами и факторами роста.

2. Направленная дифференцировка стволовых клеток в условиях
культивирования in vitro.

3. Получение клеток, обладающих высоким терапевтическим потенциалом,
путем культивирования стволовых клеток вне организма в специальных средах.


В Казахстане все научные коллективы пока работают только над введением экзогенных клеток в организм человека. В Центре хирургии же разработан новый научный подход к лечению заболеваний сердца. В нем будет использована новая модель эндогенной стимуляции собственных стволовых клеток больных с различными хирургическими заболеваниями.

Совместно с Институтом кардиологии МЗ РК и Институтом молекулярной биологии ЦБИ МОН РК разрабатывается модель лечения заболеваний сердца стволовыми клетками костного мозга в эксперименте. В 2007—2008 гг. на базе Центра хирургии и Института кардиологии исследования будут проводиться на больных с сердечно-сосудистой патологией. Им будут введены в миокард собственные стволовые клетки, полученные из их же костного мозга.

Совместно с Научно-исследовательским институтом проблем биологи-

3

, ческой безопасности (пос. городского типа Гвардейский) Министерства

образования и науки РК производится отработка модели культивирования

I стволовых клеток костного мозга и крови с целью их направленной диф_

ференцировки в кардиомиоциты и клетки сосудов. Кардиомиоциты и клетки сосудов планируется в 2008 г. трансплантировать больным с сердечно­сосудистой патологией.

Таким образом, сегодня в Национальном научном центре хирургии им. А. Н. Сызганова совместно с сотрудниками трех государственных

\ учреждений Министерства здравоохранения и Министерства образования и

науки Республики Казахстан, интенсивно работающих в области клеточных

у технологий, проводятся научные исследования по всем мировым направлениям

изучения и использования в клинике стволовых клеток.

Впервые в Казахстане под моим руководством были разработаны

] основополагающие документы для развития научных исследований стволовых

j клеток и их внедрения в медицинскую практику. Это Концепция по изучению

] и использованию стволовых клеток и Программа по ее реализации в формате

отраслевой, названная нами "Развитие клеточных медицинских технологий в Республике Казахстан" на 2007—2012 гг.

, Хочу особо отметить, что Концепция и Программа в своей идейной основе,

методическом и методологическом плане являются единым документом, построенным по блочному принципу рассматриваемых проблем, связанных между собой преемственностью решений и неразрывностью внутренних связей между ее главными разделами. Они касаются только гемопоэтических стволовых клеток, наиболее изученных и применяемых в клинической практике

, в большинстве развитых стран мира.

1 Концепция и Программа предусматривают развитие фундаментальных и

i прикладных исследований в области стволовых клеток в Казахстане и

разработку на их основе новых технологий, включающих получение стволовых клеток из различных источников, их подготовку для клеточной терапии, длительное хранение без потери исходных свойств. Предполагается в' перспективе обеспечение сети лечебно-профилактических учреждений страны достаточным количеством безопасных и эффективных отечественных препаратов стволовых клеток, отвечающих требованиям международных стандартов.

В результате реализации предлагаемой Программы население страны практически может получить доступ к новым, а в некоторых случаях (кардиохирургия, онкогематология, наследственные заболевания, иммуно-дефициты)—и жизненно важным лекарственным средствам.

Считаю важным отметить тот факт, что без реальной государственной поддержки решить проблемы изучения и применения стволовых клеток в Казахстане будет трудно.

Возможности использования клеточной терапии при заболеваниях серДДа широко обсуждаются на страницах научной прессы. Исследователи решают ряд научных и клинических проблем, связанных с созданием подобных технологий. Ключевыми из них являются: определение фенотипа клеток, наиболее перспективных для лечения заболеваний сердца; обоснование

4

яциональных путей их введения и установление сроков, в которые показана ^ансплантация. Предлагается использовать различные клетки для лечения заболеваний сердца: стромальные клетки костного мозга, скелетные миобласты, гемопоэтические стволовые клетки. Более прогрессивным считается использование определенных фракций малодифференцированых клеток, например CD133+. Возможными путями доставки являются: интрамиокардиальное введение (в основном, как дополнение при операциях на открытом сердце, например при выполнении аортокоронарного шунтиро­вания); интракоронарное введение, обсуждаются различные варианты системного введения (теоретическая предпосылка: клетки сами "найдут" поврежденный миокард и "осядут" там); наконец, мобилизация клеток-предшественников из тканевых ниш (в частности, из костного мозга) введением

ЦИТОКИНОВ.

Следует особо отметить, что в нашей стране прослеживается тенденция использования клеточных технологий в клинике прежде, чем они будут экспериментально и фундаментально обоснованы, пройдут надлежащие доклинические и клинические испытания. Исходя из качества проводимых исследований в стране, приходится констатировать, что проделанная работа не всегда направлена на поиск истины, часто имеет место наукообразная реклама коммерческих клеточных технологий. Доказательная база в них строится, в основном, на данных об их "якобы" клинической эффективности. В то же время такие важнейшие аспекты, как полная фенотипическая характеристика трансплантационного материала, судьба клеток после трансплантации, состояние иммунитета после пересадок клеток, часто остаются за рамками исследований. Вот почему публикации фундаментальных работ на эту тему являются новостью, ожидаемой отечественными специалистами.

Академик ВАНРК, профессор,

доктор медицинских наук

Халык К,акарманы

М.А. АЛИЕВ

5

Академик HAH PK M. А. Алиев (Национальный научный центр хирургии им. А. Н. Сызганова)

ПЕРСПЕКТИВЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ В ЛЕЧЕНИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА

Современные методы лечения ИБС включают профилактику факторов риска, медикаментозную терапию (антиагреганты, в-блокаторы, ингибиторы АПФ и др.), хирургическое лечение (аортокоронарное шунтирование, баллонная дилатация, стентирование и др.). Несмотря на эффективность современных методов лечения, по-прежнему имеется необходимость в разработке принципиально новых подходов к лечению ИБС и инфаркта миокарда (ИМ) как одного из наиболее грозных осложнений ИБС.

Следует учесть, что ишемическая болезнь сердца остается одной из основ­ных причин инвалидизации и смертности взрослого населения большинства развитых стран мира. В структуре летальности при заболеваниях системы кровообращения удельный вес ишемической болезни сердца достигает 47%. Около 5056 больных с прогрессирующей сердечной недостаточностью уми­рают через 5 лет после постановки диагноза (Grogan et al., 1995). Для пациен­тов с ИБС, у которых традиционное лечение неэффективно или противопо­казано ввиду серьезных сопутствующих заболеваний, потребность в альтерна­тивной терапевтической стратегии не вызывает сомнений. Наиболее перспек­тивным подходом является применение методов относительно новой отрасли медицины — регенерационной и восстановительной клеточной терапии.

Высокий уровень летальности при заболеваниях сердца во многом связан с неспособностью миокарда взрослого человека к регенерации. Погибшие или поврежденные его клетки замещаются соединительнотканным рубцом, что приводит к прогрессирующей потере функционирующего миокарда, снижению сократительной способности сердца и формированию сердечной недоста­точности. Консервативные методы лечения ишемической болезни сердца остаются симптоматическими. Что же касается большинства хирургических методов коррекции коронарного кровотока, то при наличии обширных постин­фарктных рубцовых полей оперативное вмешательство не позволяет добиться продолжительного улучшения состояния пациента. Единственным эффектив­ным методом лечения в подобных случаях является пересадка сердца. Однако в последние годы в мире отмечено снижение количества операций по кардио-трансплантации, что обусловлено, в первую очередь, дефицитом донорских органов. Таким образом, значительная часть больных с серьезными повреж­дениями миокарда не может рассчитывать на излечение—программы помощи таким пациентам, по существу, являются паллиативными (Шевченко, 2003).

Именно поэтому в странах Западной Европы существенно повысился интерес к клиническим возможностям трансплантации ГСК при различных заболеваниях. В большинстве экономически развитых стран количество подобных операций к 2000 г. превысило 400 на 1000 000 населения. Более 90

крупных центров Западной Европы, Австралии, Японии, Китая являются Участниками исследовательских программ Европейской группы транспланта­ции костного мозга и стволовых клеток. По данным Европейского регистра, к настоящему времени успешно выполнены пересадки ГСК при таких тяжелых заболеваниях, как рассеянный склероз, склеродермия, системная красная волчанка, миастения, ревматоидный артрит, системный васкулит, болезнь Крона и др- Следует отметить, что трансплантации ГСК при патологии сердеч­но-сосудистой системы посвящено наименьшее количество сообщений. Однако уже накоплен довольно интересный экспериментальный и клинический материал, позволяющий надеяться на дальнейшее практическое применение этого метода (Шевченко, 2006).

Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) считаются наиболее изученным стволовым источником, что во многом связано с их использованием в клинике при трансплантации костного мозга. Потенциал образования клеточной массы у ГСК огромен — стволовые клетки костного мозга ежедневно продуцируют 10" клеток, составляющих форменные элементы периферической крови. Сам факт существования ГСК был установлен в 1961 г. в экспериментах по восста­новлению гемопоэза у мышей, получивших смертельную дозу радиоактивного облучения, разрушающего стволовые клетки костного мозга [1].

В последние годы, в связи с появлением публикаций о пластичности клеток костного мозга у животных, возникла идея трансплантации ГСК костного мозга для лечения инфарктов и другой патологии сердечно-сосудистой системы. По мнению D. Orlic и соавторов (2001), миграция пересаженных клеток костного мозга под влиянием цитокинов в область миокарда, подвергше­гося неблагоприятному воздействию, приводит к его ускоренной регенерации: результатом трансплантации клеток костного мозга животным с ишемическим некрозом сердечной мышцы явилось ограничение зоны инфаркта На 40%, дилатации полостей сердца—на 26%, что сочеталось с существенным улучше­нием показателей гемодинамики за счет неоангиогенеза и образования около 15 х 106 новых кардиомиоцитов. Кроме того, сообщается о способности так называемых мышечных клеток-сателлитов и выделенных из скелетной мышцы миобластов трансформироваться в кардиомиоциты. Мышечные клетки-сателлиты (среди миоцитов их менее 5%) фактически представляют собой мышечную популяцию стволовых клеток, поскольку они обладают высоким потенциалом дифференцировки в миоциты, в том числе и в кардиомиоциты.

Предпринимаются попытки использовать для регенерации поврежденного миокарда потенциал собственных ГСК больного путем их мобилизации в системный кровоток. Экспериментальное подтверждение возможности регенерации миокарда после ишемического повреждения с помощью ростовых факторов было получено в известных экспериментах на мышах: подкожное введение G-CSF и фактора стимуляции костного мозга непосредственно до и в течение нескольких дней после экспериментального инфаркта миокарда действительно приводило к появлению новых кардиомиоцитов в области рубца, улучшало гемодинамику и продлевало жизнь животным (Orlic et al., 2001,2002). Однако до сих пор не получен ответ на вопрос о том, какая именно популяция клеток костного мозга (стволовые гемопоэтические или стромальные)

7

способна давать начало нейронам и кардиомиоцитам и какие условия этому способствуют (Mezey et al., 2000).

Возможности замещения погибшего миокарда с помощью ГСК при инфаркте миокарда были изучены в эксперименте на животных специалистами Национального института здоровья США (Orlic et al., 2002). Моделирование инфаркта миокарда осуществляли путем перевязки левой коронарной артерии, а через 5 ч выполняли трансплантацию в периинфарктную зону стволовых клеток костного мозга, помеченных зеленым флуоресцирующим протеином. При гистологическом контроле через 9 дней после трансплантации отмечалась интенсивная миграция флуоресцирующих клеток в зону инфаркта миокарда. Применение специальных меток показало, что флуоресцирующие клетки содержат кардиальный миозин и активно пролиферируют в зоне повреждения. Более того, среди вновь образованных мышечных клеток миокарда иммуногистохимически зафиксирован процесс неоангиогенеза, визуали­зируемый с помощью окрашивания сс-актина волокон гладких мышц сосудов.

Переворот в тактике лечения острого инфаркта миокарда может произвести установленная способность клеток костного мозга к дифференцировке в кардиомиоциты и сосудистые структуры, что существенно уменьшает признаки ишемического повреждения сердца. Исследователями (Jackson et al., 2001) установлено, что клетки костного мозга, экспрессирующие c-Kit-лиганд, под влиянием G-CSF продуцируют фенотипические аналоги ангиобластов. После их инфузии крысам с ишемией миокарда такие ангиобласты мигрируют непосредственно в зону повреждения сердечной мышцы, где они приостанавливают некротические изменения в кардиомио-цитах, формируя новые кровеносные сосуды. Однако авторы обращают внимание на то, что только максимально раннее проведение клеточной трансплантации с момента возникновения ишемии позволяет предупредить процесс патологического ремоделирования миокарда.

Важным является тот факт, что кроме прямого введения ГСК в повреж­денную зону возможен и вариант "непрямой заместительной терапии" с исполь­зованием цитокинов, воздействие которых увеличивает количество циркули­рующих в периферической крови кроветворных клеток-предшественников. В Национальном институте здоровья США была выполнена серия эксперимен­тов, в ходе которых животным в течение четырех дней вводили G-CSF, что обеспечивало значительное повышение концентрации циркулирующих в крови ГСК. В последующем на 5-е сутки у животных моделировали инфаркт миокарда. При гистологическом исследовании было установлено, что ГСК замещают погибшие кардиомиоциты стенки левого желудочка в области инфаркта, чего не наблюдалось у животных контрольной группы. На 27-е сутки вновь образованные кардиомиоциты характеризовались несколько меньшими размерами и были похожи на кардиомиоциты новорожденных. При этом они содержали весь спектр кардиоспецифических маркеров. Пролиферативный потенциал образованных de поио миокардиальных клеток был в 1,6 раза выше, чем у эндотелиоцитов, и в 2,8 раза выше, чем у гладкомышечных клеток. Отме­чен также активный процесс ангионеогенеза, выявляемый с помощью различ­ных специфических маркеров. Выживаемость животных на 27-е сутки после

8

инфаркта миокарда при введении G-CSF была в 4 раза выше, чем в контрольной группе.

Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют о том, что ГСК, трансплантированные в сердечную мышцу, могут трансформироваться в кардиомиоциты, а также формировать сосуды в зоне инфаркта миокарда. Эти процессы индуцированы репаративной регенерацией и сопровождаются улучшением функций миокарда и повышением выживаемости эксперимен­тальных животных (Шевченко, 2006).

Возможность стимуляции регенерации сердечной мышцы — достаточно спорный вопрос. Отсутствие репродуктивной способности кардиомиоцитов (КМЦ) у взрослых млекопитающих давно стало общепризнанным фактом: КМЦ не пролиферируют, замещение дефекта сердечной мышцы происходит без их участия, в основном за счет пролиферации клеток стромы (фибро-бластов) [1, 2]. Если возникло повреждение сердечной мышцы, то оно необратимо и проявляется ремоделированием миокарда по вышеописанному сценарию, часто закономерно заканчиваясь развитием сердечной недоста­точности (СН) в течение нескольких месяцев или лет [3].

Традиционно считается, что как только в онтогенезе сердце полностью сформировалось, кардиомиоциты теряют молекулярную пластичность, позволяющую им делиться. Следовательно, при остром повреждении сердца млекопитающих не регенерируют, а рубцуются. Имеется важный механизм, используемый кардиомиоцитами млекопитающих для управления клеточным циклом—МАРр38-киназная активность. Новые исследования демонстрируют, что взрослые кардиомиоциты с недостаточной активностью р38 продолжают многократно пролиферировать в присутствии фактора роста фибробластов 1 (Engel. et al., 2005). Генетические исследования ингибирования р38 показали, что фермент регулирует гены, непосредственно влияющие на пролиферацию кардиомиоцитов. Эти открытия позволяют сделать первый шаг к пониманию того, что снижающие активность р38 препараты могут уменьшить формиро­вание рубцовой ткани и усилить регенерацию сердца после его повреждения. Возможно, это не единственный механизм регуляции пролиферации кардиомиоцитов, поэтому до клинического применения еще далеко.

Однако еще в 60-х годах прошлого века было доказано, что можно стимулировать образование бластоподобных клеток в поврежденном миокарде [4]. Недавние исследования показали наличие в миокарде млекопитающих популяции незрелых регионарных клеток со свойствами стволовых [5—7]. В 2003 г. были найдены c-kit+ клетки в биоптатах сердец пожилых людей с гипертрофией миокарда и у больных идиопатической дилатационной кардиомиопатией) [8], а в 2004 г. были выделены и описаны регионарные стволовые клетки (СК) из миокарда человека [9].

Даже когда сердце уже трансплантировано от донора реципиенту, в нем остаются некоторые повреждения, и стволовые клетки реципиента активно включаются в работу восстановления нового органа, мигрируя в него. В контрольном миокарде и, в большем количестве, в трансплантированных сердцах были идентифицированы предполагаемые стволовые клетки и прогениторные клетки (Quaini et al., 2002). Для идентификации мигрировавших

9

недифференцированных клеток, экспрессирующих антигены стволовых клеток, и для различения примитивных клеток реципиента и полученных от донора может быть использована Y- хромосома.

Исследователи ищут достаточно простой способ, чтобы помочь восстановлению функции поврежденных в результате химиотерапии сердец; это встречается у 10% больных раком после лечения химиопрепаратами. СК, как известно, восстанавливают поврежденные сердца. В опытах на мышах человеческие СК могут превращаться в два вида клеток, способных восстановить функцию сердца: клетки сердечной мышцы, за счет которых сердце сокращается, и эндотелиальные клетки, которые равномерно распределены по всему органу, образуя кровеносные сосуды. В одном исследовании спустя два месяца после трансплантации человеческих стволовых клеток мышам с пораженными сердцами приблизительно в 2% клеток в сердцах реципиентов обнаруживался человеческий генетический маркер (Zhang et al., 2004). Человеческие СК в основном сливаются с мышиными кардиомиоцитами, в результате образуются новые мышечные клетки, которые содержат и человеческую, и мышиную ДНК. Но чтобы сформировать новые клетки кровеносных сосудов, они, по-видимому, дифференцируются сами, замещая поврежденные мышиные кровеносные сосуды человеческими клетками. Эти открытия должны помочь разрешить споры относительно того, создает ли трансплантация СК новые типы клеток, которые пересаживают в сердце.

Обоснование терапевтических эффектов трансплантации клеток требует, прежде всего, доказательств присутствия клеток в зоне трансплантации. Для этого в НИИТиИО (Москва) был использован генно-инженерный метод доставки в клетки in vitro рекомбинантного делецированного аденовируса, в составе генома которого присутствует ген Lac-Z из Е Coli. Ген Lac-Z кодирует фермент р-галактозидазу, наличие которого выявлялось при добавлении субстрата X-Gal. С помощью этого генно-инженерного метода в опытах на животных были получены доказательства того, что аутологичные прекульти-вированные клетки, введенные в миокард, сохраняют свою жизнеспособность и выявляются в зоне трансплантации по крайней мере в течение 30 суток. При повреждении сердец и трансплантации в принекротическую зону левого желудочка клеток было установлено, что показатели эффективности восстановления насосной функции сердца при интрамиокардиальном введении предифференцированных кардиомиоцитоподобных клеток костного мозга не уступали показателям работы сердца при использовании фетальных кардио-миоцитов. Такой вывод был сделан на основании результатов сравнительного исследования аортального, ударного и минутного объемов сердца в условиях применения дозированных нагрузок с объемом и сопротивлением в стендовой установке по Neely (Потапов и др., 2003).

Метод клеточной трансплантации в настоящее время считается наиболее перспективным для стимуляции регенерационно-репаративных процессов в миокарде. Выделяют три основных подхода к решению данной задачи:

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации