В то же время появляются данные об осложне­ниях при трансплантациях, в том числе онкогенного характера, не утихают споры об этическом использо­вании СК, звучат мнения скептиков о слабой эффек­тивности современной регенеративной медицины. Однако даже скептики, как и общество в целом, как правило, возлагают большие надежды на возможно­сти регенеративной медицины в будущем, во многом из-за отсутствия других видимых альтернатив.

Разберём более подробно, что же такое стволовые клетки и их типы.

Термин «стволовая клетка» определяет отдель­ную клетку или группу клеток-предшественников, обладающих способностью к самообновлению и дифференцировке в специализированные ткани.

По происхождению стволовые клетки можно раз­делить на следующие типы (рис. 1):

1) Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК):

a) тотипотентные — это клетки эмбрио­нов и внезародышевых оболочек до имплантации (11 день после оплодотворения), способные диффе­ренцироваться в полноценный организм;

b) полипотентные клетки эмбриона с постимплантационного периода до 8-й недели включитель­но, способные дифференцироваться в целостный орган или тканевую структуру.

2) Фетальные стволовые клетки (ФСК): клет­ки, находящиеся в пуповинной крови, плаценте, спо­собные трансформироваться в разные типы клеток (мультипотентные клетки).

3) Клетки взрослого организма:

a) гемопоэтические стволовые клетки — находя­щиеся в кроветворных органах и крови, способные давать начало, в основном, различным росткам кро­ветворения;

b) мезенхимальные [стромалъные] стволовые клетки (МСК), находящиеся в костном мозге, обла­дающие способностью к дифференцировке в остео­бласты, сустеноциты, хондроциты, теноциты, адипоциты, миобласты, фибробласты;

c) стволовые клетки других тканей [регионарные] (кожи, сосудов, нервной ткани, яичек, яичников, про­статы и других) находятся в соответствующих тка­нях и дифференцируются в клетки этих тканей.

Рис. 1. Типы стволовых клеток

Помимо этого можно выделить подгруппу ЭСК, получаемых путём терапевтического клонирования. Для этого у пациента берут соматические клетки, из них удаляют ядра с генетической информацией. Затем берутся донорские яйцеклетки, из которых удаляется ядро и на его место вводится ядро клет­ки ткани пациента, несущее его наследственную ин­формацию. Показано, что в лабораторных условиях такая клетка будет делиться до стадии бластоцисты.

Самым важным свойством СК, определившим бурный рост исследовательских проектов с исполь­зованием СК, является плюрипотентность, то есть способность дифференцироваться и дать начало раз­личным типам клеток организма.

Основной принцип регенеративной медицины за­ключается в простой, но в то же время эффективной идее: доставить в место поломки дифференцирован­ных клеток новые — стволовые клетки, обладающие мультипотентными свойствами, что в результате по каким-то механизмам приведёт к восстановлению утраченной функции. При этом существует теория, подтверждённая экспериментальными данными, по которой внесённые в кровоток СК способны сами «находить» и локализоваться в месте повреждения. Схема лечения, чаще всего, выглядит следующим об­разом: мобилизируются аутологичные СК, например, из периферической крови или пунктата костного мозга после терапии колониестимулирующим фак­тором, затем данные клетки банкируются (помеща­ются в банк стволовых клеток). До этапа банкирования могут применяться технологии увеличения количества СК in vitro — экспансия СК. В банке СК осуществляется хранение клеток. Иногда клетки ис­пользуются сразу после мобилизации, минуя этап банкирования. Другой источник клеток для прове­дения курса лечения — аллогенные эмбриональные клетки из специализированных банков СК. Затем СК доставляются к поражённому органу.

В качестве примера такого подхода можно при­вести операцию, проведённую в Научном центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева, где 35-летнему пациенту с дилатационной кардиомиопатией была проведена реконструкция полости левого желудочка с помощью синтетической за­платы, совмещённая с имплантацией собственных стволовых клеток в миокард путём множественных инъекций. До вмешательства фракция выброса (со­отношение объёма крови, наполняющего левый же­лудочек сердца и изгоняемого из него) равнялась 1,7 % (нижняя граница нормы 50 %), пациент не вста­вал с постели, любая нагрузка приводила к возник­новению одышки. После операции объём левого же­лудочка пациента уменьшился на треть, а фракция выброса на следующий день возросла в два раза, что в целом существенно превосходило результаты изо­лированной реконструкции левого желудочка.

Более высокие клинические результаты лечения хронического простатита и андрогенной недоста­точности, ОАТ-синдрома (олигоастенотератозооспермии) были получены в Республиканском цен­тре репродукции человека и планирования семьи МЗ РФ в период 1997-2003 гг. при соответствующем использовании клеток Лейдига эмбрионального жи­вотного и человеческого происхождения, пересадки эмбриональных клеток предстательной железы, со­провождавшихся достоверным увеличением объёма гипоплазированных яичек и железистой ткани про­статы. Ни одного случая развития карциномы in situ за 5-летний период наблюдения после имплантации верифицировано не было, как и в предшествующих экспериментальных исследованиях на семенниках лабораторных белых мышей-самцов (линия валб-S), которым перевивались клеточные культуры семенников и головного мозга взрослой африканской зе­лёной мартышки, тестикул поросят.

Существует несколько теорий действия СК, их удобно рассмотреть на примере клеточной терапии болезни Паркинсона. Болезнь Паркинсона представ­ляет собой тяжёлое нейродегенеративное заболева­ние, механизм которого хорошо известен — он свя­зан с гибелью в «чёрной субстанции» мозга нейронов, продуцирующих нейромедиатор дофамин. В резуль­тате у больного развиваются специфические нару­шения двигательной активности, появляется тремор, неспособность контролировать движения. Одна тео­рия действия СК говорит о том, что внесённые при операции СК замещают погибшие нейроны, восста­навливая утраченные связи между нервными клетка­ми, что должно приводить к устранению симптомов заболевания. Другая говорит о том, что СК диффе­ренцируются в мозге и образуют новые межнейрон­ные связи и новые сети. Наконец третья теория постулирует, что СК сами не участвуют в образовании нейронных сетей, но способны в мозге вырабатывать специальные нейротрофические факторы, которые поддерживают жизнеспособность оставшихся в жи­вых нейронов. В этом случае трансплантат живёт лишь некоторое время, а затем привнесённые СК по­гибают. В пользу этой версии говорит тот факт, что многие трансплантации СК при болезни Паркинсона оказывали положительный, но непродолжительный по времени эффект, после чего состояние больного возвращается к прежнему уровню.

При использовании СК в терапии тяжёлых, пре­жде неизлечимых заболеваний человека, возника­ют определённые проблемы — научные, этические и юридические. Рассмотрим их более подробно.

Как уже отмечалось, механизмы, влияющие на эффективность трансплантируемых СК разных типов пока досконально не известны, в связи с этим последствия использования СК в терапевтических целях зачастую трудно предсказуемы. Известно, что на дифференцировку СК влияют многочисленные факторы, такие как механическое натяжение, объём и форма занимаемого пространства, электрические поля, трофические факторы и клеточное микроо­кружение. Обеспечить полное соответствие условий клеточной дифференцировки in vivo и in vitro, к со­жалению, пока невозможно. Совсем недавно учёные из университета Джона Хопкинса сделали заявление о том, что для определения пути развития СК, содер­жащихся в костном мозге, решающее значение имеют не молекулярные сигналы, а форма, которую клеткам приходится принимать, а также размер их личного пространства.

В апрельском выпуске «Developmental Cell» за 2004 г. исследователи написали, что МСК стано­вятся жировыми, если их заставить принять сфе­рическую форму, и костными — если дать им рас­тягиваться и принимать форму плоскую (McBeath et al, 2004 г.). По словам Кристофера Чена, одного из авторов открытия, «нас изначально интересовало, не оказывает ли форма клеток влияния на их диф­ференциацию в дальнейшем, ведь каждый тип кле­ток имеет форму, специфичную для своих функций. В результате оказалось, что не только оказывает, но и, более того, это влияние — решающее! Под его воздействием клетка начинает испускать сигналы, реагируя на которые клетка и становится жировой или костной».

Через неделю проведения эксперимента стало ясно, что около 45 % клеток, которые вынудили при­нять округлую форму, начали видоизменяться в на­правлении жировой ткани, а 50 % клеток, которые оказались растянутыми — в направлении ткани костной. По прошествии 4-ёх недель все клетки при­няли вид, продиктованный их формой. Этот пример показывает насколько трудно обеспечить прогнози­рованное и корректное развитие СК. Помимо этого, иногда, бывает сложно определить, что именно полу­чилось в процессе развития СК — полностью функ­циональная специализированная клетка ожидаемой ткани, или же, что бывает чаще, «промежуточная» клетка, несущая на своей поверхности несколько рецепторов, характерных для данного вида ткани, но не способная полностью заменить дефектные клетки.

Второй серьёзный вопрос, на который пока нет однозначного ответа, касается реакции полученных клеток на лекарственные вещества, используемые па­циентом. Эти вопросы поднимают серьёзную про­блему оценки качества образовавшихся в организме клеток.

В третьих, не меньшая проблема появляется при использовании клеток, полученных путём терапев­тического клонирования, поскольку весьма велик риск появления генетических мутаций при генно-инженерных манипуляциях. Гарантии безопасности биологического материала при генно-инженерных манипуляциях пока недостаточно проработаны. Признаётся, что использование ЭСК в терапевтиче­ских целях таит высокую опасность. Как показали экспериментальные данные, ЭСК обладают высоким туморогенным потенциалом, т. е. способностью к образованию опухолей. Как показано в экспериментах на лабораторных животных, ЭСК могут вызывать во взрослом организме образование тератокарцином (Blum, Benvenisty, 2009 г.). Поэтому широкое ис­пользование ЭСК в клинической практике по чисто биомедицинским причинам остаётся пока делом бу­дущего.

Ещё одной проблемой использования СК явля­ется иммунологическая несовместимость клеток, пересаживаемых реципиенту. Даже тщательный подбор донора и реципиента по антигенам главного комплекса гистосовместимости (HLA) и успехи иммуносупрессивной терапии не решают полностью эту проблему: вероятность иммунологического от­торжения по-прежнему достаточно велика. Показа­но, что МСК костного мозга после трансплантации оказывают системное иммуносупрессивное воздей­ствие (Ghannam et al., 2010 г.). Иммуносупрессивная функция МСК не зависит от HLA-совместимости после трансплантации. Иногда иммунологическая несовместимость оказывается не только проблемой, но и целью. В настоящее время ведутся исследова­ния по совместному применению гемопоэтических и МСК для коррекции иммунологического конфлик­та, возникающего в процессе лечения.

Проблема гистосовместимости решается при­менением собственных аутологичных стволовых клеток (аутологичные МСК). Главный их недоста­ток — это меньшая по сравнению с эмбриональными и фетальными клетками способность давать начало различным клеточным линиям, а также трудности выделения и хранения. Хотя в последнее время до­стигнуты определённые и существенные успехи в ра­боте с аутологичными МСК. Так, учёные из исследо­вательского Университета имени Скриппс в Ла-Йола (Калифорния), установили, что под действием осо­бого вещества — реверсина — клетки, относящие­ся к одному из уровней предшественников мышеч­ных волокон, могут превращаться в клетки с почти неограниченным потенциалом (Chen et al., 2004 г.). Учёные, которые опубликовали отчёт о своей рабо­те в «Journal of the American Chemical Society», пла­нируют более детально изучить механизм действия реверсина и усовершенствовать процесс индукции. Примеры обратной дифференцировки клеток были известны и раньше. Основная трудность состоит в управлении этим процессом. Предполагается, что во взрослом организме сохраняются небольшие по­пуляции СК, которые обладают способностью об­разовывать различные органы и ткани. Эта чрезвы­чайно высокая потентность СК получила название пластичность. В недавнем исследовании, опубли­кованном в «Biochemical and Biophysical Research Communications», исследователи выделили популя­цию СК из скелетных мышц и индуцировали их дифференцировку в нейрональном направлении in vitro.

Этические проблемы. Развитие технологий ис­пользования СК во многом затруднено из-за эти­ческих проблем, встающих перед обществом. При этической экспертизе любого исследования всегда оценивается соотношение риска/пользы, которому подвергается испытуемый. Основное правило, прин­цип биомедицинской этики заключается в том, что интересы пациента (индивида), наряду с интереса­ми общества и вида, превалируют над интересами науки.

Использование ЭСК и ФСК в регенеративной медицине имеет серьёзные этические препятствия. Эти клетки обладают наиболее высоким потенциа­лом к росту и дифференцировке, что с одной сторо­ны, может обеспечить наилучший терапевтический эффект, с другой — эти же свойства несут в себе опасность неконтролируемого роста. Доказано, что неконтролируемый рост ЭСК может приводить к се­рьёзным отрицательным последствиям — образова­нию опухолей и гибели организма.

Однако является ли этичным, моральным с обще­человеческой точки зрения само использование ЭСК и ФСК? Допустимо ли использовать биологический материал, источником которого может быть кровь из пупочного канатика, ткань зародыша или плода на различных стадиях его развития? Можно ли спе­циально создавать эмбрионы с целью получения СК, которые будут использоваться для лечения и выжи­вания взрослых людей?

Решение этой проблемы кроется в самом поня­тии «эмбрион». Всеобщая декларация прав человека ООН (1948 г.) людьми (человеком) считает «родивши­еся человеческие существа». Человек обретает права личности, становится носителем правосубъектности с момента рождения. Любой другой подход вступа­ет в противоречие с правами женщины. Дилемма в полной мере не разрешима, если считать женщину носителем полного объёма человеческой правосубъ­ектности (Акопян А. С., 2007 г.). Если рассматривать эмбрион как будущего человека, то как трактовать использование эмбриона в интересах других лиц? Если же эмбрион заведомо обречён на гибель, напри­мер, по праву матери на самостоятельное решение вопроса о материнстве, то каков его юридически-правовой статус? При проведении процедуры экс­тракорпорального оплодотворения (ЭКО) создаётся больше эмбрионов, чем имплантируется. Что делать с «лишними эмбрионами»? Насколько этично не использовать их для получения СК? Однозначного от­вета и согласия по этим вопросам в обществе нет, они всегда будут возникать при использовании ЭСК или ФСК.

Другое дело использование СК взрослого орга­низма — забор аллогенных, а ещё лучше аутологичных СК, которые не имеют никаких этических огра­ничений. В самом деле, если бы удалось разработать технологии получения эффективных и безопасных клеточных продуктов из жировой ткани, либо обоня­тельного эпителия, этические вопросы к СК были бы сняты. Однако на данном этапе гарантированно эф­фективных и безопасных продуктов на основе СК взрослого организма не существует.

Существует проблема анонимности доноров и реципиентов. Необходима ли полная аноним­ность или по обоюдному требованию всех участни­ков лечения информация может быть раскрыта? Практика ЭКО показывает предпочтительность соблюдения полной анонимности. А охрана и безо­пасность клеточных банков? При некоторых видах патологии возможен забор клеток пациента, кото­рые, возможно, впоследствии спасут ему жизнь. Как должен охраняться такой банк? Насколько воз­можны злоупотребления со стороны работников такого банка? Должен ли он быть исключительно государственным или возможно создание частных банков СК? Обсуждаются проблемы добровольного информированного согласия, как доноров так и по­лучателей клеток, конфиденциальности генетиче­ской информации.

Другой, важной проблемой медицинской этики является недобросовестная псевдонаучная рекла­ма использования СК. В последнее время появились объявления об омоложении, лечении почти всех бо­лезней с использованием СК в малоизвестных част­ных клиниках. Приводятся примеры известных политиков, артистов эстрады, театра и кино, спор­тсменов, якобы прошедших терапию СК. Случаи их заболеваний и преждевременной смерти часто на­прямую связываются с лечением СК без достаточ­ных на то оснований. Источник СК, используемых в этих клиниках, как правило, не известен. Следует помнить, что панацеи, к сожалению, не существу­ет, а каждый метод лечения имеет свои показания и противопоказания. В случае использования СК и показания, и противопоказания пока только раз­рабатываются.

Религиозные особенности. Многие религии крайне негативно относятся к любым опытам с эм­брионами, абортивным материалом. Однако при­верженцы этих религий имеют право отказаться от лечения с использованием данных технологий как по религиозным мотивам, так и без объяснения причин.

Фармакоэпидемиология. Поскольку СК исполь­зуются не так давно, ещё не было широкомасштабных эпидемиологических и экономических исследований в этой области. Терапия СК пока остаётся весьма до­рогостоящим видом лечения, эффективность и без­опасность, которого точно не докзана.

Региональные осо­бенности. Этические проблемы, возникающие при использовании СК, на сегодняшний день остаются весьма серьёзными. В результате в разных странах различаются и подходы к использованию СК. Зача­стую они непоследовательны, компромиссны, имеют тенденцию к размыванию скоропалительных эмоци­ональных запретов в пользу допуска ограниченного круга учреждений, организаций и исследовательских групп.

В США разрешено работать с уже существующи­ми линиями ЭСК. Президентский указ ввёл ограни­чения на работу с ЭСК, полученными позже 9 августа 2001 г. Только линии, полученные до этой даты, мо­гут быть использованы для федеральных фундамен­тальных исследований. Ситуация парадоксальная — раз уж клеточные линии имеются, то с ними надо работать, но пополнять нельзя. В то же время кле­точные линии невозможно содержать in vitro вечно. NIH (Национальный Институт Здоровья) утверж­дает, что около 70 различных линий соответствуют этому критерию. Письменное же указание NIH гово­рит об 11 линиях. Эти ограничения серьёзно мешают продвижению американской науки. По мнению Дэ­вида Т. Скаддена, директора Центра регенеративной медицины и технологии Массачусетской больницы: «Ощущение отставания распространяется по всем лабораториям страны. Чрезвычайно жаль, что мы можем лишь читать о том, что этого добились за рубежом,— заявил этот учёный — Мы обязатель­но должны иметь возможность использования данной технологии в Соединённых Штатах».

В то же время Управление по пищевым продук­там и лекарствам (FDA) США выступило инициа­тором разработки стандартов забора, обработки, хранения распространения и трансплантации гемопоэтических СК. Эти стандарты были разработаны в результате совместных усилий — Американской ассоциации банков крови (ААВВ), FDA и Фонда для аккредитации терапии гемопоэтическими клетками (FAHCT). В 2000 г. выпущено второе издание, оза­главленное Standards for Hematopoietic Progenitor Cell Services (Стандарты служб гемопоэтических клеток-предшественников [stem-cell]). Разработаны правила GTP (Good Tissue Practice), также регламентирующие процесс получения СК.

В европейских странах не выработано едино­го подхода к использованию СК. Законодательство в этой области варьирует от разрешения экспери­ментов с ЭСК для терапевтического клонирования клеток больного человека, создания банков ЭСК, создания и клонирования предимплантационных за­родышей (до 14-го дня развития) для изолирования линий ЭСК (Великобритания, Бельгия и Швеция) до запрещения получения ЭСК (Германия, Швей­цария). Во Франции разрешено работать с уже соз­данными линиями и получать новые линии с целью терапевтического клонирования органов и тканей больного человека. Хотя в Германии и Швейцарии закон запрещает получение ЭСК, но разрешает учё­ным работать с импортированными линиями ЭСК, а также с ЭСК животных и СК из тканей взрослого человека.

В Канаде запрещено получение ЭСК из ранних зародышей человека.

В Японии разрешены эксперименты с зародыша­ми, остающимися после процедуры искусственного оплодотворения. Закон позволяет клонировать предимплантационные зародыши для выделения ЭСК и создания банков клеток-дериватов ЭСК.

В Индии и Китае активно ведутся исследования как по получению линий ЭСК человека, так и вы­делению ЭСК из других биоисточников, например, межвидовых клеточных гибридов.

В России пока нет никаких законодательных огра­ничений на работы с ЭСК с целью терапевтического клонирования. Юридических норм, определяющих статус предимплантационных зародышей, не суще­ствует. В настоящее время в Российской Федерации действуют ФЗ «О трансплантации органов и (или) тканей человека», «О временном запрете на клони­рование человека», Приказ МЗ РФ № 67 от 26.02.03, определяющий практику искусственной фертилизации для лечения бесплодия. Приказом Минздрава РФ № 345 от 29 августа 2001 г. был создан экспертный совет по рассмотрению научных исследований в об­ласти развития клеточных технологий и внедрению их в практическое здравоохранение. Советом была разработана «Временная инструкция о порядке ис­следований в области клеточных технологий и их использования в учреждениях здравоохранения». Согласно этой инструкции «... применение эмбрио­нальных клеток человека должно ограничивать­ся экспериментальными моделями in vitro и in vivo на животных». Использование гемопоэтических СК разрешено, но разрешение на проведение III-ей фазы клинических исследований является прерога­тивой МЗ и CP РФ — его Экспертного совета и Ко­митета по этике. Причём для получения разрешения на расширенное клиническое испытание клеточной терапии необходимо представление в МЗ и CP РФ материалов клинической апробации метода. Кли­ническая апробация проходит, вероятнее всего, в рамках научно-исследовательской работы крупных научных учреждений на небольшом количестве па­циентов и одобряется Учёным советом учреждения и Этическим Комитетом. Практическое использова­ние новых клеточных технологий разрешается только в государственных учреждениях здравоохранения, имеющих разрешение Минздрава РФ, в соответствии с методами лечения заболеваний. Приказом Минз­драва РФ «О развитии клеточных технологий в РФ» от 25 июля 2003 г. № 325 утверждены, в том числе, Ин­струкция по выделению и хранению концентрата СК пуповинной/плацентарной крови человека и Поло­жение «О Банке стволовых клеток пуповинной/пла­центарной крови человека». 29.05.2002 г. на заседа­нии Президиума РАМН утверждена Отраслевая Программа «Новые клеточные технологии — меди­цине». В Программе составлен план фундаменталь­ных и прикладных исследований с использованием СК, определены головные исполнители.

Несмотря на всё это использование СК не полу­чило пока широкого признания. Для дальнейшего развития этой области медицины требуется:

В заключение отметим, что использование СК, несмотря на имеющиеся сложности, признаётся боль­шинством специалистов одним из наиболее перспек­тивных направлений развития медицины XXI века.

В то же время существуют весьма серьёзные пробле­мы, ограничивающие использование СК, носящие более биомедицинский, нежели этический характер. Есть надежда, что эти проблемы окажутся лишь «бо­лезнями роста» использования СК в практической медицине, которые ранее коснулись и других мето­дов лечения, сегодня являющихся рутинными и ши­роко применяемыми в повседневной клинической практике. На наш взгляд, интенсивность этических дискуссий будет снижаться при достижении види­мых и явных результатов их использования у кон­кретных пациентов, ранее не имевших надежд на из­лечение методами, доминирующими в сегодняшней клинической практике.