Лечение стволовыми клетками: использование генно-клеточной терапии в медицине, днк-диагностика заболеваний

Лечение стволовыми клетками – новая отрасль современной медицины, со времени первых опытов и по сей день дающая почву для многочисленных споров. Несмотря на то что генно-клеточная терапия приносит неплохие результаты, этическая сторона вопроса не позволяет использовать некоторые виды стволовых клеток так широко, как многим того хотелось бы. И все же применение стволовых клеток в медицине дает положительные результаты. Многие ученые полагают, что за клеточной терапией – будущее современной науки. Это же касается и ДНК-диагностики наследственных заболеваний, позволяющей выявить возможные патологии у ещё неродившегося ребенка.

Видео: В КФУ лечат болезни стволовыми клетками от 07.07.2015

Моральные проблемы генной терапии: эмбриональные стволовые клетки

Использование стволовых клеток обусловлено тем, что они являются своего рода строительным материалом, из которого в процессе становления организма развиваются все остальные клетки, ткани и органы. У эмбриона все клетки в организме стволовые, они могут развиться в любую другую. Затем начинается процесс, когда стволовые клетки приобретают черты тех клеток, в которые они собираются перерождаться.

Видео: Биологии КФУ применяют в лечении стволовые клетки.

Лучший источник стволовых клеток для использования в медицине — эмбриональная ткань (ткань зародыша человека), однако ее применение небезопасно с точки зрения заражения бактериями и вирусами. К тому же стволовые клетки эмбриона часто оказываются несовместимы с организмом реципиента и уничтожаются его иммунной системой, не прижившись. Еще одна проблема генной терапии – моральная: использование эмбриональных стволовых клеток для многих неприемлемо по этическим принципам. Поэтому большинство специалистов предпочитает применение стволовых клеток, взятых у самих пациентов.

Стволовые клетки можно получить из крови, однако там их концентрация ничтожно мала, с возрастом она сильно снижается. Гораздо проще и дешевле получить стволовые клетки, сделав пункцию костного мозга, где они представлены в большем количестве. Костный мозг обычно берут из грудины, подвздошных и трубчатых костей. Собрав пробу, из нее потом в специальных условиях получают необходимое количество стволовых клеток. В настоящее время многие работы направлены на изучение стволовых клеток жировой ткани человека. Это по многим причинам один из наиболее безопасных и этичных путей получения полноценных стволовых клеток, которые затем могут применяться для лечебных целей.

Видео: Стволовые клетки - панацея от всех болезней? - science

Методы генной терапии против рубца на сердце

Активное развитие получила в последнее время клеточная и генная терапия больных с постинфарктным кардиосклерозом, а также с заболеваниями периферических и коронарных сосудов.

Одно из направлений, которое активно развивается в последнее время, — введение в область рубца, появившегося в результате некроза миокарда после ИМ, собственных клеток, полученных из жировой ткани. После культивирования (иногда с факторами роста или другими клетками) их можно пытаться вводить в миокард. Со временем введенные клетки приобретают свойства кардиомиоцитов и начинают выполнять сократительную функцию в зоне поражения. Эти клетки жировой ткани могут быть стимулированы, чтобы повысить уровень продукции факторов роста, которые улучшают прорастание сосудов, уменьшают склероз и повышают выживаемость кардиомиоцитов в пораженной области. Исходя из этого, область их применения существенно расширяется. Уже получены экспериментальные данные по лечению критической ишемии нижних конечностей, фиброза легких и цирроза печени. Не до конца решенным по-прежнему остается вопрос отдаленной безопасности применения таких клеток.

Большие надежды возлагаются и на введение стволовых клеток, полученных путем прокола подвздошной кости и забора костного мозга. Попадая в область рубца, эти клетки превращаются в кардиомиоциты и активируют прорастание новых сосудов там, где мышечная ткань была безвозвратно потеряна. При этом удается избежать использования эмбриональной ткани, но с учетом того, что жировая ткань также является удобным источником предшественников миоцитов, возможно, в дальнейшем предпочтение будет отдано ей ввиду меньшей инвазивности процедуры забора материала.

Видео: Терапия с применением стволовых клеток

И в первом и во втором случаях клетки вводятся прямо в центр рубца во время операции на открытом сердце. Например, при коронарном шунтировании, но не в острую фазу, а спустя 3 — 4 месяца после ИМ, когда происходит формирование рубцовой ткани. Ткань самого рубца тоже может быть источником клеток-предшественников, которые можно попытаться выделить оттуда после ее иссечения при операции, но отработка такого метода и внедрение его в повседневную клиническую практику — вопрос будущего.

Активно разрабатывается стимуляция выброса собственных стволовых клеток в организме, и получены первые положительные результаты. В этой ситуации используются препараты, которые гематологи обычно применяют при онкологических заболевания для стимуляции роста костного мозга. Данные препараты вводятся внутримышечно больным с ишемической кардиомиопатией. Это приводит к выбросам молодых клеток. И если в обычной крови содержится около 4 500 лейкоцитов — белых кровяных телец, то в крови пациентов, которым был введен такой препарат, их количество достигает 65 тыс., причем речь идет именно о молодых клетках. Эти новые клетки фиксируются в месте повреждения и начинают расти.

Методы генной терапии наследственных заболеваний человека

Первые клинические испытания методов генной терапии человека были предприняты в 1989 году. В 1997 году более 2000 пациентов приняли участие в подобных испытаниях. Около 80 % таких проектов касались лечения онкологических заболеваний, а также ВИЧ-инфекции. В странах с наибольшими достижениями в этой области все исследования подвергаются обязательной экспертизе в соответствующих комитетах и комиссиях.

Гены — это основные единицы наследственности, каждая из которых несет генетическую информацию для определенного белка. Мутации генов часто являются причинами генетических заболеваний, которые передаются по наследству. Один из методов генной терапии — введение в организм неповрежденной копии участка ДНК взамен мутировавшего. Это становится возможным благодаря развитию новой отрасли — генетической инженерии, частью которой является генная терапия. Именно она сможет лечить в будущем такие заболевания.

Лечение путем генной терапии наследственных заболеваний человека подразумевает исправление генетических дефектов больного путем размещения нормально функционирующих генов в его ДНК. Еще одним направлением генной терапии стало введение в клетки организма генных конструкций, стимулирующих продукцию интересующего нас в терапевтическом плане белка. Например, протективных или стимулирующих формирование сосудов факторов роста. Предлагаются два вида генетических конструкций, которые можно вводить в миокард, скелетные мышцы, печень и даже нервную систему. Первые — вирусы с встроенными в них генами «терапевтических белков», вторые — плазмиды, то есть собственно гены, вставленные в «кассету» из необходимых для синтеза белка элементов. Уже выполнены первые исследования этих векторов на животных и начато изучение их эффективности в клинике на больных с заболеваниями органов и сосудов.

Генная терапия не развивается так быстро, как предсказывали многие ученые, но все же имеется постоянный прогресс и пока нет никаких непреодолимых препятствий. Принцип генной терапии заключается в том, что надо сделать одно и только одно уникальное изменение в организме и быть уверенным в отсутствии наиболее важных побочных эффектов — онкогенного и аллергенного. Цена ошибки слишком высока. Считается, что в дальнейшем генная терапия сможет стать методом коррекции мутаций и лечения некоторых наследственных заболеваний (дефицитов ферментов, ССЗ). Но в настоящее время внести изменения в ДНК всех клеток живущего человека не представляется возможным, поэтому следует остерегаться рекламных спекуляций, предлагающих исправить геном, удалив из него участки, якобы связанные с алкогольной, наркотической зависимостью, ожирением и еще целым рядом недугов, которые можно излечить и без помощи генных лжетерапевтов.

Методы ДНК-диагностики наследственных заболеваний

Несмотря на появившуюся возможность хромосомного картирования, которое позволяет даже у неродившегося ребенка выявить грубые хромосомные аномалии (синдром Дауна, Патау, Клайнфельтера), хромосомная карта не дает нам представления о генотипе — наборе генов будущего человека. Для определения изменений в отдельных генах нам поможет ДНК-диагностика, которая проводится в федеральных медико-генетических центрах Москвы, Санкт-Петербурга, Томска и касается пока только наиболее важных, значимых болезней. Такие методы ДНК-диагностики позволяют не только выявлять генные болезни, но и обнаруживать бессимптомных носителей мутаций и вести эффективную профилактику болезней в семьях высокого риска. В последнее время ДНК-диагностика заболеваний становится все более доступной в повседневной практике. Многие тесты стали уже рутинными при определении риска, особенно в странах Европы. Быстро развиваются методы, уже позволяющие выявлять изменения не целых генов, а даже отдельных нуклеотидов, из которых построен генетический код — так называемые точечные замены, которые тоже могут определять риск развития заболеваний. К таким относятся атеросклероз, ишемия сердца, сахарный диабет, онкология и некоторые нервно-психические заболевания. Появились наработки в области фармакогенетики — науки, изучающей влияние генетических особенностей человека на эффективности проводимой фармакотерапии заболеваний. Сейчас ДНК-диагностика стала доступной каждому, и любой человек может узнать, есть ли у него генетические факторы, которые могут влиять на предрасположенность к тому или иному заболеванию.

Что касается ССЗ, следует совершенно четко указать следующее: по современным данным, вклад генетических факторов и пола в патогенез ИБС и АГ не превышает 20 %. Остальные 80 % дают традиционные факторы, среди которых неправильное питание, курение, гиподинамия, сахарный диабет и др. Особенно много работ о взаимодействии генетических факторов и курения. В них было показано, что неблагоприятные генотипы сильнее увеличивают риск ССЗ у курильщиков. В то же время у лиц с генотипами, повышающими риск ССЗ, но при этом регулярно занимающихся физкультурой, риск не выше и даже ниже, чем в остальной популяции.

Внимание, только СЕГОДНЯ!