Михаил Вейсман - Тайная жизнь тела. Клетка и ее скрытые возможности
Отечественные биологи (Институт биологии гена РАН, Харьковский институт криобиологии и фирма «Виола») впервые разработали оригинальную методику индукции в культуре: стромальные стволовые клетки дифференцировались в направлении клеток, похожих на клетки островков Лангерганса, содержащих инсулин. Наличие этого белка в них определяли с помощью современных методов молекулярной биологии и цитологии. Самое интересное, что в культуре эти клетки формируют структуры, напоминающие островки Лангерганса. Не исключено, что в далекой перспективе они станут незаменимы для лечения диабета.
Интересную совместную работу провели сотрудники трех академических научных учреждений – Института биологии гена, Института биологии развития и Института молекулярной биологии. При пересадке кусочков эмбриональной нервной ткани дрозофилы в мозг крысы заметили, что вокруг трансплантата не формируется рубцовая ткань. Оставалось выяснить, за счет чего это происходит. С помощью достаточно тонких экспериментов удалось установить, что образованию рубца препятствуют белки теплового шока, которые синтезируются в клетках дрозофилы при температуре тела млекопитающих. Значит, добавление ксенотрансплантата (ткани дрозофилы) к эмбриональной нервной ткани крысы спасает аллотрансплантат от нашествия рубцовой ткани. Так появилась возможность использовать белки теплового шока в клеточной и генной терапии различных заболеваний.
Есть надежда, что вскоре подобные исследования позволят создавать генно-инженерные конструкции для трансформации стволовых клеток, предназначенных для пересадки. Эти структуры помогут лучшему приживлению трансплантата, повысят его жизнеспособность и специализацию составляющих его клеток.
Глава 5. Легенды и мифы о стволовых клетках
Теперь, когда мы уже более-менее понимаем, что такое стволовые клетки и каковы основные законы их существования, мы уже можем с большой долей достоверности разделить всю рекламную информацию о них на правдивую и мифическую.
Правда, что эмбриональные стволовые клетки получают, собирая живущие эмбрионы из женских органов на первых стадиях беременности, которые развивались всего пять-семь дней. Выделение эмбриональных стволовых клеток неизменно кончается разрушением эмбриона. С одного эмбриона можно получить всего 16–32 эмбриональные стволовые клетки. Чтобы получить их в больших количествах необходимо иметь большое количество беременных женщин-доноров этих клеток. Для этих женщин-доноров последствия прерывания беременности может привести к гормональным расстройствам, формированию раковых опухолей в женских органах, нервным расстройствам и т. п. Поэтому в настоящее время эти эмбриональные стволовые клетки используются крайне редко и стоят очень дорого.
Неправда, что зародышевые стволовые клетки – это другой вид эмбриональных стволовых клеток. Зародышевые клетки получают от прерванной беременности до трех месяцев развития зародыша. Естественно, этот набор разнообразных клеток как уже развивающегося плода, а не эмбриона, так и взрослых клеток с поверхности матки, и поэтому они никакого отношения к эмбриональным стволовым клеткам не имеют, поскольку здесь присутствуют уже дифференцированные ядерные клетки. Просто раньше это выбрасывали, а теперь продают эти отходы за баснословные деньги. Эти якобы стволовые клетки можно получить в гораздо больших количествах и цена на них значительно ниже. При попадании этих уже взрослых клеток другого человека в ту или иную ткань сразу же формируется иммунный ответ. Вокруг этих клеток начинают формироваться фагоциты и другие клеточные структуры неспецифического иммунитета, а также система комплемента, которые обязаны уничтожить чужеродные для данного организма клетки. Возникает воспалительный гнойный процесс по уничтожению этих чужеродных клеток. В результате эти чужеродные для организма клетки либо уничтожаются иммунной системой, либо перерождаются в раковые клетки.
Неправда, что стволовые клетки можно получить от всех тканей с беременностью и родами. Пуповинные шнуры, остатки плаценты и амниотические жидкости – эти взрослые дифференцированные клетки также почему-то относят к стволовым клеткам. На самом деле они не обладают описанными выше свойствами и не могут быть использованы в терапии.
Неправда, что можно получить стволовые клетки от умершего человека. Эти якобы стволовые клетки уже превратились в тканевые, имеют ядро и никакого интереса с точки зрения дальнейшего использования не представляют.
Неправда, что превращением эмбриональной стволовой клетки можно управлять искусственно, диктуя ей, во что превратиться. Рассмотрим более внимательно процесс деления яйцеклетки после оплодотворения. С точки зрения классической биохимии после оплодотворения женской яйцеклетки и помещения ее в женский организм вначале начинается процесс деления этой яйцеклетки на две, потом на четыре, потом на 8, далее на 16, 32 и 64. Далее происходит дифференциация клеток, из которых в дальнейшем образуются клетки кожи, сердца, мозга и т. д.
На стадии простого деления оплодотворенной яйцеклетки ее объем не увеличивается, а происходит обычное удвоение клеток. Казалось бы, действительно из этих клеток возможно в дальнейшем получить любую клетку. Однако не надо забывать, что каждая клетка функционирует не сама по себе, а в тесном сообществе и под контролем общей генетической системы. И какая из этих клеток превратится в клетку кожи, а какая в нервную клетку, контролируется общей генетической системой, заложенной в геноме яйцеклетки. Никакого хаоса и никакого неуправляемого процесса не протекает, так как это в дальнейшем может привести к серьезнейшим нарушениям в будущем ребенке. Кроме того, общая генетическая система сама распределяет между этими делящимися клетками, во что она потом будет дифференцироваться.
Может ли в настоящее время это управление взять на себя тот или иной специалист? Конечно же, нет. Мы еще очень мало знаем об этом процессе, чтобы пытаться им управлять. Поэтому многие специалисты, которые пытаются заняться этими проблемами, указывают, что практически невозможно предугадать, как будет протекать тот или иной процесс в целом. Эта дифференциация может протекать только под контролем генома самой яйцеклетки. Мы же при отделении эмбриональных стволовых клеток разрушаем целостное единство этого эмбриона. Поэтому с биохимической точки зрения мы можем утверждать, что отделение эмбриональных стволовых клеток от эмбриона и женского организма приводит к неуправляемым генетическим процессам дальнейшего развития этих клеток. Человечество не достигло пока такого уровня понимания управления геномом отдельных генетических процессов в клетке, чтобы пытаться взять этот процесс управления в свои руки.
Неправда, что сегодня можно вырастить целый орган, манипулируя стволовыми клетками. Ведь чтобы создать ту или иную ткань, состоящую из миллионов разных клеток (состоящую и из мышечных клеток, и из соединительных, с подводом артериальной кровеносной системы и венозной, со встроенными нервными клетками и объединенные общей целью, и выполняющие синхронно миллионы биохимических процессов), необходимы десятилетия.
Кроме того, для того чтобы получить эти отдельные клетки, например миллион, мы должны собрать их от 40 000 женщин-доноров. Стоимость получения обойдется нам от $200 000 до $400 000 на одну женщину, а в целом только стоимость этих сырьевых клеток составит около $10 000 000 000. Дополнительно, столько же обойдется работа с этими клетками специалистам-профессионалам в современной лаборатории. Общая стоимость полученной ткани из эмбриональных стволовых клеток составит порядка 20–25 миллиардов долларов США. А гарантировать синхронную работу всех этих миллионов клеток в ткани в течение даже пяти лет вряд ли кто сможет.
Поэтому с полной уверенностью можно утверждать, что существующие заявления в этой области являются профанацией.
Действительно, многие это начинают понимать и если вначале исследования в области эмбриональных стволовых клеток выдавались как передовые достижения и в них вкладывались огромные инвестиции, то теперь уже говорят о бесперспективности исследований в области эмбриональных стволовых клеток, и инвестиции в эти исследования резко сокращаются.
Неправда, что даже в пределах человеческого организма специалист может диктовать свою волю стволовой клетке и заставить ее превратиться в то, что он хочет. В нашем организме каждая клетка выполняет определенную функцию и вся ее жизнь предопределена заранее. Никакого хаоса и неразберихи в нашем организме не бывает. В то же время при необходимости организма одна и та же клетка может выполнять различные функции. Например, клетки печени при определенных условиях перепрофилируются в соединительные – формируется цирроз печени. Однако при восстановлении нарушенных биохимических процессов они вновь преобразуются в клетки печени.
