В сентябре 2019 года стало известно, что известный гонщик Михаэль Шумахер пришел в себя после нескольких лет пребывания в коме. Трагедия случилась в декабре 2013 года на горнолыжном курорте в швейцарских Альпах – катаясь на лыжах, чемпион «Формулы-1» сильно ударился головой о выступ скалы. Шумахеру провели две нейрохирургические операции, затем он был введен в искусственную кому. Все эти годы прогнозы медиков были не совсем благоприятными, потому возвращение гонщика в сознание очень порадовало поклонников.
Улучшение в состоянии Михаэля Шумахера связывают с воздействием стволовых клеток – как стало известно, доктора прибегали к методикам клеточной терапии. Подробнее о том, как стволовые клетки могут воздействовать на человеческий мозг, мы расскажем в этой статье.
Что такое стволовые клетки?
“Огромная сила стволовых клеток заключается в их способности адаптироваться к организму, воспроизводиться и превращаться в другие виды клеток, будь то клетки мозга, сердечной мышцы, костной ткани или другие типы клеток. Но это же является и одной из самых больших сложностей в работе с ними”. — доктор Аллен Эрлихер, доцент факультета биоинженерии Макгилла и заведующий кафедрой канадских исследований в области биологической механики.
Стволовые клетки по сути являют собой зачатки всех клеток, участвующих в создании человеческого организма. При необходимости они с кровотоком поступают в поврежденный орган и замещают там погибшие участки.
Во время лечения заболеваний врачи используют взрослые или пуповинные стволовые клетки.
- Извлечение пуповинной крови происходит сразу после рождения ребенка. Кровь собирается из пуповины в специальный стерильный контейнер. После этого, в лабораторных условиях из крови выделяют стволовые клетки. Для сохранения их замораживают при сверхнизких температурах. Этот процесс называется криоконсервацией. Замороженные клетки помещаются в специальные криохранилища, где они могут храниться десятилетиями.
- Извлечение взрослых стволовых клеток происходит из различных тканей организма, таких как костный мозг, жировая ткань или периферическая кровь. Процедура включает в себя забор небольшого образца ткани, который затем обрабатывается в лабораторных условиях для выделения стволовых клеток. Для сохранения этих клеток также применяют метод криоконсервации, аналогичный тому, который используется для пуповинных стволовых клеток. Клетки помещаются в криохранилище для долгосрочного хранения.
Конкретный вид клеток, метод их подготовки и введения в организм может отличаться в зависимости от того, какую болезнь им предстоит лечить.
На данный момент, FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США) одобряет только один вид лечения на основе стволовых клеток для рутинного применения, и это трансплантация гемопоэтических (или кроветворных) стволовых клеток. Это лечение применяется для пациентов с раковыми заболеваниями и расстройствами, затрагивающими кровь и иммунную систему.
Терапии на основе стволовых клеток для всех остальных состояний по-прежнему считаются экспериментальными. Они находятся на различных стадиях клинических испытаний и требуют дополнительного изучения и одобрения перед возможным широким применением.
(Гарвардский институт стволовых клеток)
Эксперименты, которые ученые проводили еще в 60-х годах, показали, что стволовые клетки, введенные в организм животных, способствуют регенерации дефектных тканей на 90%. Сегодня лечение с помощью клеток еще находится на экспериментальном уровне. Однако можно с уверенностью утверждать, что они являются фундаментом для восстановительной терапии будущего.
Несмотря на то, что исследование эффекта стволовых клеток находится на начальных этапах, их уже используют в лечении узкого круга заболеваний. Кроме неврологии, стволовые клетки нашли свое применение в ортопедии, кардиологии, иммунологии, онкологии и эстетической медицине.
Читать: Как стволовые клетки воздействуют на мозг?
Принцип воздействия стволовых клеток на мозг человека такой же, как и с другими органами: как показывают различные исследования, при введении их животным с повреждениями мозга, стволовые клетки равномерно рассеиваются по всем его отделам, не нарушая структуры.
При проведении лечения травм головного мозга, врачи используют стволовые клетки, полученные из костного мозга пациента. Их специальным способом подготавливают и вводят напрямую в очаг поражения во время минимально инвазивной операции под руководством компьютерной навигации.
У 100% подопытных мышей, которым вводили клетки после инсульта, наблюдалось значительное улучшение двигательной активности. Следовательно, пораженные сенсомоторные зоны мозга под воздействием стволовых клеток способны восстанавливаться. Аналогичные исследования, проведенные на небольших группах людей, подтверждают эту гипотезу. В течении шести месяцев после инъекции стволовых клеток во время операции на головном мозге неврологические функции пациентов значительно возрастали без развития побочных эффектов. Это дает надежду пациентам с тяжелыми заболеваниями головного и спинного мозга, в том числе и с поражениями, возникшими в результате травмы.
Можно ли вылечить заболевание, используя стволовые клетки?
Вылечить болезнь только с помощью одних стволовых клеток невозможно. Такой метод не является панацеей: клеточная терапия требует внимательного, взвешенного подхода к применению, имеет свои показания и противопоказания. То есть наилучший результат стволовые клетки демонстрируют в комплексе с другими методиками лечения.
Уже сегодня стволовые клетки используются в лечении таких неврологических заболеваний:
- рассеянный склероз;
- травмы спинного мозга;
- реабилитация после инсульта;
- послеоперационная реабилитация;
- болевой синдром;
- дегенерация сетчатки.
В будущем этот метод планируется использовать в лечении травм головного мозга, церебрального паралича, болезни Альцгеймера и других диагнозов.
Перспективы клеточной терапии
Сейчас клеточная терапия еще используется в качестве экспериментального лечения, помогая улучшить самочувствие больного и способствуя его выздоровлению.
В мировой медицине регулярно фиксируются ситуации, когда у пациента, находящегося в тяжелом состоянии, после введения стволовых клеток наблюдается положительная динамика. Об этом свидетельствует и ситуация с Михаэлем Шумахером. Клеточная терапия показывает положительный результат при лечении онкогематологических, онкологических, неврологических, и многих других заболеваний.
Ученые считают, что их работа в будущем позволит технологии стволовых клеток стать одним из важных элементов общепринятой клинической практики.
Дальнейшие эксперименты будут сосредоточены на исследовании механизмов дифференциации, выживания и функционирования стволовых клеток, а также разработке новых технологий их получения.
Болезнь Паркинсона
Болезнь Паркинсона – это нейродегенеративное заболевание, которое сопровождается нарушением моторных и психических функций. Наиболее характерными его симптомами являются тремор, ригидность мышц, нарушения походки и мелкой моторики. Эксперименты, проведенные на мышах, показывают восстановление нейронов после введения мезенхимальных стволовых клеток. Подопытные восстановили часть мышечных функций. Улучшение состояния также наблюдалось в анализах.
Согласно информации, опубликованной Международным обществом по исследованию стволовых клеток, по состоянию на 2024 год в диагностике и лечении болезни Паркинсона с использованием стволовых клеток происходит значительный прогресс. Исследователи научились использовать стволовые клетки для создания моделей заболевания. В лабораториях клетки из кожи или крови пациента перезапускаются в состояние стволовых клеток, которые затем превращаются в нейроны. Это помогает изучить, как развивается заболевание и какие гены могут быть вовлечены в его возникновение. Такая информация позволяет ученым более углубленно изучить причины развития патологии и создавать более эффективные методы лечения.
Кроме того, стволовые клетки могут быть использованы для замены погибших дофамин-продуцирующих нейронов в мозге пациентов. Новые технологии позволяют выращивать дофаминовые нейроны из эмбриональных или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. При имплантации этих нейронов в мозг потенциально улучшается состояние пациентов без побочных эффектов, связанных с традиционными медикаментами. В настоящее время результаты исследований достигли настолько отличных результатов, что уже начались клинические испытания на людях.
Болезнь Альцгеймера
При болезни Альцгеймера наблюдается прогрессирующая потеря долговременной памяти и нарушение когнитивных возможностей. Эксперименты, проведенные на животных, показывают положительный эффект стволовых клеток на память и мышление. С этой целью исследуются различные типы стволовых клеток – эмбриональные, кожные, полученные из костного мозга и жировой ткани. Кроме методов лечения, врачи ищут новые способы ранней диагностики заболевания. Их открытие позволит обнаружить новые цели для разработки лекарств, в том числе и основанных на работе стволовых клеток.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз – это аутоиммунное заболевание, возникающее, когда Т-лимфоциты начинают нападать на собственные нейроны организма. FDA одобрило шесть типов лекарств для этого заболевания, включая моноклональные антитела.
По состоянию на 2024 год, не существует одобренных методов терапии стволовыми клетками для лечения рассеянного склероза, но ведутся активные клинические испытания. Исследуется использование стволовых клеток для восстановления поврежденных нервов и миелина, а также для регенерации иммунной системы. Например, ученые изучают методы, при которых изначально разрушается иммунная система пациента с помощью химиотерапии, а затем восстанавливается с помощью собственных стволовых клеток. Результаты исследований — многообещающие. Также исследуется применение мезенхимальных стволовых клеток для уменьшения воспаления и улучшения регенерации тканей.
Кроме этого, в клинических испытаниях изучается использование глиальных прогениторных клеток, которые могут превращаться в олигодендроциты — клетки, восстанавливающие миелин. Эта стратегия направлена на стабилизацию состояния пациентов с рассеянным склерозом, предотвращая дальнейшую потерю нейронов и восстанавливая миелин вокруг поврежденных нервов. Уже разработаны методы производства больших количеств таких клеток из плюрипотентных стволовых клеток, и в предклинических исследованиях они показали эффективность в восстановлении миелина у животных. В ближайшем будущем ожидаются клинические испытания и возможное одобрение этих методов лечения со стороны FDA.
Болезнь Хантингтона
Это – генетическое заболевание, которое вызывает прогрессирующую дегенерацию нервных клеток. Лекарства от этой болезни не существуют. Исследования, проведенные на мышах с применением выделенных из жировой ткани мезенхимальных стволовых клеток, показали небольшое облегчение симптомов болезни.
Иностранные центры терапии стволовыми клетками
Центр терапии стволовыми клетками Cellthera
Клиника Мотол
Клиника Лив
Клиника Мемориал Шишли
Клиника Текнон
Госпиталь СунЧонХян
Резюме
- Лечение стволовыми клетками – современная технология, которая применяется во многих сферах медицины, включая неврологию. Возможности ее применения для многих заболеваний все еще исследуются, однако некоторые достижения уже доступны. К примеру, специализированные клиники используют стволовые клетки для реабилитации пациентов после травм головного мозга, инсульта или лечения таких заболеваний, как рассеянный склероз.
- Терапия стволовыми клетками – это не панацея и не альтернатива классическим медикаментам. Наиболее эффективной она является в сочетании с другими методами лечения – лекарствами, хирургией, реабилитацией.
- Среди профильных центров, которые занимаются лечением с помощью стволовых клеток, MediGlobus выделяют клиники Cellthera и Мотол (Чехия), клиники Лив и Мемориал (Турция), медицинский центр Текнон (Испания), клиника СунЧонХян (Южная Корея).
Больше информации о стволовых клетках и клиниках, в которых проводят клеточную терапию, можно узнать у врачей-координаторов международной медицинской платформы MediGlobus.
Источники:
- Biology: Stem Cell Transplantation Therapy and Neurological Disorders: Current Status and Future Perspectives
- International Society of Cell and Gene Therapy
- Harvard Stem Cell Institute: What stem cell-based therapies are currently available?
- The International Society for Stem Cell Research: Parkinson’s Disease
- The International Society for Stem Cell Research: Multiple Sclerosis (MS)
- Biophysical Journal: Ghagre, A., et al. (2024). Nuclear curvature determines Yes-Associated Protein nuclear localization and differentiation of mesenchymal stem cells
