В КОНЦЕ 1999 года в одной из клиник Питсбурга в США было закончено уникальное клиническое исследование. Двенадцати пациентам с массивным кровоизлиянием в мозг и локальной гибелью нервной ткани вводили по 20 млн. нейронов в зону повреждения и наблюдали за клиническими проявлениями в течение года. Само по себе это большое достижение. Но уникальность данной работы еще и в другом: пересаженные в мозг пациентов нейроны были получены... в пробирке, а не взяты от доноров. Другими словами, впервые в качестве лечебного средства применялись нейроны, полученные в лабораторных условиях из незрелых стволовых клеток. Ни у одного из двенадцати пациентов не было выявлено каких-либо отклонений или отрицательных последствий введения клеток в зону повреждения нервной ткани. У двух пациентов наблюдали отчетливо позитивные эффекты (частичная обратимость паралича руки, ноги и речи).

В качестве клеток-прародительниц использовали стволовые половые клетки, выделенные из злокачественной опухоли яичка. Эти незрелые, быстро растущие половые стволовые клетки исследователи и научились превращать в нейроны. В настоящее время там же, в Питсбурге, начаты клинические испытания по оценке терапевтических эффектов пересадки лабораторной нервной ткани уже на двадцати пациентах. Это историческое событие открыло новую эпоху в трансплантации - клетки для лечения стали поступать из клеточных банков, а не от добровольцев доноров.

Очевидно, что ключевым моментом в этих экспериментах становится анонимная стандартная линия нейронов, возникшая не в организме человека, а в лабораторной посуде - чашке Петри. Если быть более точным, то речь идет о так называемых НСК - нейрональных стволовых клетках. В опытах американских исследователей использовались клетки тератокарциномы - опухоли яичка ребенка. Огромная часть этих клеток оказалась типичными раковыми клетками, дифференцировку которых и рост было невозможно контролировать. Однако среди этой массы удалось выделить несколько бессмертных стволовых клеток полового зачатка, из которых получили культуру нейронов. Со временем для клеточного банка были подобраны линии тератокарциномы, клетки которой полностью и необратимо превращались в нейроны. Они и применялись для первых клинических испытаний в Питсбурге.

За последнее десятилетие достигнут огромный прогресс в изучении биологических свойств и возможностей стволовых клеток мозга при их трансплантации в органы животных. Оказалось, что эти клетки наделены замечательной способностью находить участки повреждения и "латать" дефекты нервных сетей. Подобно бригаде экстренной медицинской помощи стволовые незрелые клетки способны преодолевать значительные расстояния, для того чтобы попасть в зону катастрофы. Поразительно, что НСК запрограммированы выполнять эту роль "скорой помощи", как клетки иммунной системы - сражаться с инфекцией.

Несколько лабораторий США и Европы достигли успеха в создании бессмертных линий НСК путем пересадки в клетки фрагментов генома вирусов, чтобы превратить их в "самокопировальную машину". Однако такие линии можно использовать только в опытах на животных, но не на людях.

Новый, чрезвычайно важный шаг по перенесению метода клеточной трансплантации из чисто лабораторной практики в клинику осуществлен российскими учеными. В отличие от западных разработок в нашей стране налажен метод изолирования и наращивания природных запасов НСК из фетальных тканей и клеток. Эти клетки не модифицированы фрагментами вирусов и могут использоваться в клинической практике.

"Американцы трансплантируют, по сути дела, разновидность стволовых половых клеток (тератокарциномы), не имеющих очевидного родства с нервной тканью, - поясняет профессор Геннадий Сухих, член-корреспондент РАМН, руководитель лаборатории клинической иммунологии НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН. - И хотя у них есть уже позитивный опыт на группе неврологических больных, тем не менее сохраняется риск непредсказуемого поведения пересаженных клеток в организме реципиента. Мы же у себя в лаборатории научились выращивать культуру естественных НСК человека без измененного генома и потенций к опухолевому росту. Эти клетки полностью управляемы, и их поведение предсказуемо".

"Культура дефицитных нейрональных стволовых клеток человека получена двумя методами, - продолжает коллега Геннадия Сухих, член-корреспондент РАМН Вадим Репин. - В одном варианте НСК делятся прямо в суспензии. Во втором - они формируют колонии на вспомогательных клетках, которые необходимы для выживания клонов НСК. Клетки клонов делятся либо превращаются в нейроны и в другие специализированные клетки мозга. Это наилучший материал для трансплантации, поскольку они минимально отличны от клеток, которые содержатся в естественных стволовых пространствах мозга. При пересадке в мозг реципиента эти клетки повторяют программу эмбриогенеза". Последнее обстоятельство и делает стволовые клетки уникальным объектом: НСК является как бы праматерью и родоначальницей всех мозговых клеток.

В своих опытах российские ученые использовали клетки, полученные из специальной области фетального (эмбрионального) мозга, возраст которого не превышал 15 недель. В этот период мозг очень быстро растет. Выделить необходимые клетки - сложнейшая и очень тонкая задача. Дело в том, что в исходной популяции мозга взрослого человека количество НСК составляет менее 0,001-0,01%. В фетальном мозге 9-15 недель развития НСК составляет от 4 до 8% (остальная, быстро растущая масса клеток - это более продвинутые в отношении специализации клетки). Других источников НСК нет. Именно поэтому эмбриональная и фетальные ткани пока незаменимы как источник НСК.

На первом этапе незрелые зародышевые клетки безостановочно делятся, пока их число в органах не достигнет "проектной" величины. Затем эти клетки начинают специализироваться. Этот этап и называется клеточной дифференцировкой. Однако все органы сохраняют запасы региональных стволовых клеток от зародыша. Этот уникальный крошечный пул стволовых клеток выполняет роль неприкосновенного запаса и банка для клеточной регенерации и постепенного обновления клеток.

Первыми стволовые клетки были открыты в крови, кишечнике и коже - органах с максимальным уровнем обновления клеток. Например, каждый день с нашей кожи слущивается слой эпителия весом около одного грамма. В кишечнике и крови каждый день погибает и нарабатывается по 10¹¹ клеток. Эти органы имеют максимальные запасы стволовых клеток.

Однако вплоть до 90-х годов двадцатого века нейробиологи не допускали даже самой идеи существования стволовых клеток в мозге. Многолетний опыт клиницистов и экспериментаторов убеждал, что поврежденные клетки в нейронных сетях взрослого мозга не регенерируют. Концепция стволовой клетки как модуля клеточной регенерации, получившая строгое экспериментальное и клиническое обоснование в других областях медицины, сталкивалась с серьезными предубеждениями в клинической неврологии. Еще несколько лет назад считалось общепризнанным, что делящиеся нервные клетки можно наблюдать лишь в некоторых мозговых структурах плода и у детей в первые два года жизни. Затем рост клеток прекращается и начинается этап формирования межклеточных контактов в нейронных сетях. В этот период каждый нейрон формирует от тысячи до миллиона синапсов. В среднем в нейрональных сетях головного мозга взрослого человека остается и функционирует порядка ста триллионов нейронов.

И вот ученым удалось доказать, что мозг человека принципиально тоже способен к регенерации, надо только ему помочь. А исходный запас НСК, этого "строительного" материала для ремонта в случае необходимости, содержится в области боковых желудочков мозга. Правда, его там чрезвычайно мало - 0,001-0,01% от общего количества клеток мозга у взрослого человека. Именно поэтому этих клеток и не хватает на то, чтобы вовремя заняться исправлением повреждений мозга, например, при инсульте. Но почему нужна именно очищенная культура НСК?

Во-первых, только эти клетки знают и помнят, куда им надо мигрировать. Во-вторых, для трансплантации в мозг нужна обогащенная популяция НСК. Наличие в суспензии более зрелых нейронов или других дифференцированных клеток может затруднять способность НСК к миграции. Преимущество линий НСК заключается в том, что они возникают из генома одной клетки-предшественницы и дают однородный клеточный материал для нейротрансплантаций. В-третьих, необходимо, чтобы НСК нашли зону повреждения и встроились в испорченную нейронную сеть. Многими авторами было показано, что животные и человеческие линии бессмертных НСК мигрируют из желудочка в поврежденный участок мозга (кора полушарий, кора мозжечка и т.п.).

Для пересадки нужно как минимум 50 млн. нейрональных стволовых клеток, в то время как исходная концентрация НСК не превышает 2 млн. на миллилитр.

Методика получения культуры НСК, разработанная в лаборатории клинической иммунологии, сейчас патентуется. Отметим только, что главная трудность - сохранить эти клетки в виде шарообразного скопления, чтобы они не прикрепились к стенкам лабораторной посуды. Если же такое происходит, то НСК сразу же начинают превращаться в полноценные нейроны. Методика, предложенная российскими учеными, позволяет изначально, в культуре, избавиться от гигантского количества ненужных клеток: взрослых нервных клеток, соединительной ткани и т. п.

"Особенность роста НСК - это начальное размножение клонами, - подчеркивает Вадим Репин. - В дальнейшем с помощью наших коллег-генетиков мы планируем "обессмертить" исходные клоны и создать самовоспроизводящуюся фабрику клеток. НСК можно замораживать в жидком азоте и хранить вплоть до операции. Для будущего медицины создание банков НСК - важнейшая задача! Ведь банки НСК - это воспроизведение биоресурсов природы в обход биоэтических запретов, возможность стандартизации и регламентации работ по трансплантации".

Итак, впервые в России вырастили в культуре нейрональные стволовые клетки. "Что, с вашей точки зрения, дают эти эксперименты?" - обращаюсь я к Геннадию Сухих.

"Эта работа, проведенная за последние шесть месяцев, позволила нам выйти на принципиально иной уровень клинических перспектив, - заявил Геннадий Тихонович. - Получены уникальные популяции клеток и произведено их клонирование, размножение в необходимых для клиники количествах. Кроме всего прочего, это создает абсолютно международно стыкуемый базис для российской науки. Но самое главное, конечно, открывает реальную перспективу - по согласованию с Минздравом, с РАМН, со специалистами-коллегами - перейти к непосредственно клиническому применению нейротрансплантации НСК".

А область применения этого метода затрагивает лечение больных с одними из самых тяжелых патологий. Прежде всего это дети с поражением центральной нервной системы. Кстати, по данным, прозвучавшим с трибуны Общего собрания РАМН в марте нынешнего года, таких детей в настоящее время рождается в 5-6 раз больше, чем раньше. Сейчас эти дети становятся либо тяжелыми неврологическими больными, либо инвалидами с детства и пополняют группу пациентов с детским церебральным параличом.

Кроме того, это различного генеза поражения мозга. "У нас есть все предпосылки, все экспериментальные данные, которые позволяют с огромным оптимизмом смотреть на лечение подобных состояний, - подчеркнул Геннадий Сухих. - На повестке дня - лечение рассеянного склероза".

В США в рамках так называемого Миелинового проекта уже получено несколько линий НСК человека для лечения рассеянного склероза. Эти линии незрелых клеток человека пересаживали в мозг крыс и мышей с моделированным рассеянным склерозом и наблюдали компенсацию поражений центральной нервной системы. Эти же клетки использовали на единичных пациентах для лечения кист (полостей) в спинном мозге у пациентов с сирингомиелией и ряда других заболеваний. Наконец, в нескольких центрах США используют НСК для лечения повреждений мозга и параличей на почве повреждений нервных клеток спинного мозга. В Мексике создан международный центр трансплантации НСК зародышей акулы для лечения травм головного и спинного мозга.

Этот международный опыт позволяет рассчитывать, что НСК человека найдут широкое применение в клинической практике. Альтернативы, по-видимому, нет. По крайней мере, не существует лекарственной эффективной терапии при необратимой утрате клеток. А вот с помощью НСК можно осуществлять восстановление нервной ткани…

Необходимо отметить, что российские исследователи из НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН сейчас работают над культивированием не только НСК, но и других стволовых клеток, выделенных из других фетальных тканей. "Второе место по приоритету занимают мезенхимальные стволовые клетки, которые соединяют все другие клетки человека, - рассказывает профессор Сухих. - Использование их уникальных свойств, которые позволяют регулировать иммунологические взаимодействия двух чужеродных клеток, открывает перспективу лечения аутоиммунных и других системных заболеваний человека: ревматические поражения суставов, сердца.

Мы вводим ресурс бессмертных клеток, которые, попадая в различные органы и системы и получая там местные сигналы, начинают дифференцироваться и превращаться в необходимые типы клетки. Таким образом, мы стоим на пороге внедрения в клиническую практику методов и способов реального продления жизни".

                                                           НАЗАД