Журнал «Вокруг Света» №11 за 2007 год - Вокруг Света

На сайте музея www.skansen.se имеется информация на различных языках, в том числе и на русском.

Светлана Матссон-Попова

Клетки завтрашнего дня

Cтволовые клетки сегодня у всех на слуху. Ими пытаются лечить самые разные заболевания, и, судя по сообщениям в прессе, они творят чудеса. «Способные превращаться в любые ткани, они сами находят «слабые места», восстанавливая ткани сосудов, желез, мышц, нервов» или «разглаживаются морщины, появляется прилив сил…» — гласят рекламные пресс-релизы. Одним словом, в современную медицину — рациональную, аналитическую, разделенную на множество веточек-специальностей, снова вернулся древний образ панацеи. Даже непонятно, почему стволовые клетки еще не вылечили все на свете болезни и не вытеснили из обращения все прежние лекарства. Что же на самом деле представляют собой эти чудоклетки и на что они способны?

Еще в самом начале XX века было известно, что зрелые кровяные клетки неспособны к размножению, а самые многочисленные из них — эритроциты — даже утрачивают ядро вместе со всем хромосомным аппаратом. Это, конечно, случай крайний, но вообще-то отказ от производства себе подобных характерен для большинства специализированных клеток в человеческом организме — мышечных, железистых, нервных. Но если нейроны или, скажем, яйцеклетки могут жить десятилетиями, то красные кровяные тельца — около ста дней. Однако меньше их при этом не становится. Откуда же они берутся?

В 1900-х годах известный гистолог, профессор Военно-медицинской академии Санкт-Петербурга Александр Максимов исследовал развитие клеток крови и создал довольно стройную теорию. Согласно ей в красном костном мозгу живут специальные клетки, единственное занятие которых — делиться. После каждого деления, как и положено, получаются две одинаковые молодые клетки. Но в одной из них начинаются морфологические изменения, в результате которых она превращается в одну из клеток крови. Другая же, подросши до нужного размера, вновь делится — и опять одна из двух ее «дочек» выбирает карьеру кровяной клетки, а другая занимает место «мамы». Можно представить, что делящиеся клетки как бы образуют ствол, от которого в каждом цикле вбок отходят веточки — клетки, приобретающие специализацию. Видимо, поэтому Максимов, излагая в 1909 году свое открытие на заседании гематологического общества в Лейпциге, назвал клетку-прародительницу всех клеток крови Stamzelle, то есть стволовой.

От Максимова до Фриденштейна

По сути дела, существование стволовых клеток было «открытием на кончике пера»: ни сам Максимов, ни кто-либо другой в ту пору их не видел, точнее, не мог различить среди многочисленного и разнообразного клеточного «населения» костного мозга. Позднее теория получила прямые доказательства, однако долгое время считалось, что такие клетки характерны только для кроветворной ткани, за счет которой кровь непрерывно обновляется. Но ведь постоянная смена клеточного состава — это необходимое условие существования любого эпителия, от выстилки носоглотки до наружного слоя кожи (именно поэтому татуировку приходится загонять под него — иначе даже самая стойкая краска через несколько дней сойдет вместе со своим живым «холстом»). В основе этого непрерывного обновления лежит тот же механизм: часть потомков делящихся неспециализированных клеток приобретает определенные свойства. Подсчитано, что за 70 лет жизни человека его стволовые клетки в регулярно обновляющихся тканях производят в общей сложности около 14 тонн живой массы. Причем на клетки крови приходится только одна пятая этого количества, львиную же долю (около двух третей) постоянно порождаемой и теряемой плоти составляет эпителий кишечника.

годня кроветворные стволовые клетки, вычисленные Александром Максимовым, можно увидеть воочию. Так они выглядят в кровеносном сосуде эмбриона человека SPL/EAST NEWS Сегодня

Мышцам и сосудам постоянное обновление вроде бы не требуется, однако в определенных обстоятельствах, скажем, при травме или под действием регулярных физических нагрузок, они тоже используют эту функцию. Совсем, казалось бы, не склонные к регенерации кости человека и других млекопитающих все-таки срастаются после переломов, заполняя разрыв вновь образованной костной тканью. И во всех этих случаях новая ткань образуется не за счет деления специализированных клеток, а за счет дифференцировки (так называется процесс клеточной специализации) части потомков делящихся клеток, которые, как выяснилось, есть во всех этих тканях. Иногда они имеют особые названия: клетки, способные превратиться в мышечную ткань, называются миобласты, в костную — остеобласты и т. д. Общее же их название — тканевые стволовые клетки. Оно отражает их главную особенность — способность развиться в любой тип клетки определенной ткани, обычно той, в которой или возле которой данная стволовая клетка живет.

Однако еще в 1960-е годы советский гематолог Александр Фриденштейн обнаружил все в том же костном мозге среди обычных кроветворных стволовых клеток небольшое количество еще более пластичных. В опытах Фриденштейна и его сотрудников эти клетки (он их назвал мезенхимальными) превращались в хрящевую, костную, жировую ткань и, похоже, могли дать начало любому из примерно 230 типов клеток человеческого организма. А могли и не давать: в лаборатории Фриденштейна их научились неограниченно размножать «в пробирке» (точнее, в чашках Петри) так, что из одной клетки вырастала целая колония, но все ее члены оставались стволовыми клетками.

За рубежом этих работ не заметили. Сказывалась нарастающая самоизоляция советской науки. Гораздо позже эти клетки были «переоткрыты» американскими учеными, которые назвали их стромальными. Первооткрыватель универсальных стволовых клеток умер в 1998 году, и примерно тогда же начался нынешний бум вокруг клеточной терапии.

Капризные чудеса

Сообщения об эффектах применения стволовых клеток при различных заболеваниях, появляющиеся в последние годы в самых солидных научных журналах, все чаще похожи на рекламные материалы коммерческих клиник и салонов красоты, вроде процитированного в начале статьи. К сожалению, почти все подобные сообщения отличаются одной общей чертой, несущественной для обычного человека, но весьма красноречивой для специалиста. Все это — так называемые case reports, сообщения об уникальных конкретных случаях. Один из ведущих отечественных исследователей стволовых клеток язвительно назвал подобный тип публикаций «а вот у нас в деревне случай был...»

Это не значит, что такие истории недостоверны и описанных в них исцелений на самом деле не было. Это означает, что ни одна из них не может сегодня служить основой штатного метода лечения. То, что успешно излечило одного больного, может не дать никакого эффекта у другого, третьего, десятого. А в некоторых случаях может даже привести к ухудшению или вызвать крайне неприятные побочные эффекты. И самое обидное, что никто не может сказать, почему в одном случае введение стволовых клеток срабатывает, а во множестве других — нет.

Сказанное, правда, требует существенной оговорки: есть группа заболеваний, для которых уже сегодня пересадка стволовых клеток (своих или донорских) — не только стандартный, но основной или даже единственный действенный метод лечения. Так, например, устраняются последствия очень жестких форм противоопухолевой химиотерапии, уничтожающей вместе с раковыми клетками всю кроветворную ткань. По окончании такого курса больному просто подсаживают донорский костный мозг, и чужие стволовые клетки успешно заменяют погибшие собственные. Тот же метод (и по той же причине) применяется при лечении лучевой болезни. При лейкозе — когда кроветворная ткань пациента уничтожается намеренно, поскольку ее клетки встали на путь злокачественного перерождения (эта парадоксальная форма рака, при которой собственно опухоль отсутствует вовсе). Или — когда иммунная система по непонятным причинам атакует некоторые собственные ткани организма (к таким заболеваниям, называемым аутоиммунными, относятся, в частности, рассеянный склероз, ревматоидный артрит и системная красная волчанка). Наконец, есть заболевания, вызванные самопроизвольно возникающим дефицитом стволовых клеток во всем организме либо в каком-то конкретном органе или ткани (например, системный остеопороз). Все это эффективно лечится введением недостающих клеток. Соответствующие методики давно разработаны и применяются в клиниках.

красные) При созревании нервной ткани стволовые клетки превращаются в клеткипредшественники, лишь часть которых становится нейронами (красн