Стволовые клетки. История изучения стволовых клеток

Термин «стволовая клетка» впервые был введен русским гистологом А.А. Максимовым в 1908 г. для обозначения гемопоэтических стволовых клеток костного мозга.

В 1970 г. ученый А. Фриденштейн описал и успешно культивировал фибробластоподобные клетки, получившие в последующем название «мезенхимальные стромальные клетки». В 1981 г. учёными Мартином Эвансом, Мэттью Кауфманом и Гэйлом Мартином из эмбриобласта мыши были впервые выделены эмбриональные стволовые клетки. В 1999 г. журнал Science признал открытие стволовых клеток третьим по значимости событием в истории биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и проекта «Геном человека». В 2012 г. японский ученый Синья Яманака и английский исследователь Джон Гёрдон получили Нобелевскую премию за открытие возможности перепрограммировать взрослые стволовые клетки в клетки с индуцированной плюрипотентностью (iPS-клетки), т.е. переводить их в состояние, сходное с эмбриональными клетками. Толчком к развитию клеточной трансплантологии стали атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в конце Второй мировой войны (1945 г.), которые побудили ученых на поиски эффективных средств для защиты человечества от радиоактивного воздействия. Первые трансплантации гемопоэтических стволовых клеток костного были проведены на мышах, собаках и обезьянах, показав их восстановительное действие после радиоактивного облучения.

Стволовые клетки — первые шаги в науке

Первую трансплантацию костного мозга у человека провел в 1959 г. Доннал Томас между однояйцевыми близнецами, один из которых страдал лейкозом.

Этот же ученый в 1990 г. получил Нобелевскую премию за совершенствование данного метода для лечения лейкозов и других угрожающих жизни заболеваний. В 1965 г. ученый Mathe впервые описал длительное приживление трансплантата костного мозга от донора-сиблинга и антилейкемический эффект данной операции. В 1970 г. M. Бортин сообщил о 203 трансплантациях костного мозга, проведенных в мире между 1958 и 1968 гг., хотя на момент предоставления отчета только 3 пациента были живыми. Главными причинами неудач при первых трансплантациях костного мозга были неприживление трансплантата, синдром «трансплантат-против-хозяина» и рецидив лейкоза. Успех в области гематологической трансплантологии пришел только после открытия ученими J. Dausset и J. Van Rood системы человеческого лейкоцитарного антигена (HLA — human leukocyte antigen) или так называемого «иммунного паспорта» человека, согласно которого на сегодняшний день и подбирают органы для трансплантации. В 1973 г. в Лондоне был создан первый реестр доноров костного мозга (добровольцев, готовых донировать свой костный мозг иммунологически совместимому пациенту), основанный Шерли Ноланом, чей сын страдал врожденным иммунодефицитом и нуждался в трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. В скором времени международный реестр гемопоэтических стволовых клеток насчитывал уже 18 миллионов добровольных доноров, однако трудности подбора иммунологически совместимого трансплантата (иногда вероятность найти совместимый костный мозг составляет от 1 : 100 000 до 1 : 1 000 000) заставили ученых искать альтернативные источники гемопоэтических стволовых клеток. В 1974 г. датский ученый С. Кнудтзон сделал настоящее открытие — он выявил, что пуповинная кровь в огромном количестве содержит такие же гемопоэтические стволовые клетки, как и костный мозг.

Подтверждение наличия стволовых клеток

В скором времени наличие стволовых клеток в пуповинной крови подтвердили другие исследователи, и в 1988 г. профессор гематологии Элиан Глюкман в Париже (Франция) ребенку с анемией Фанкони выполнила первую в мире трансплантацию пуповинной крови от его новорожденной сестры.

В 1990 г. первую трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови проведено в США, в 1994 г. — в Японии и Польше, в 1996 г. — в Португалии. В 1997 г. была выполнена первая трансплантация размноженных «ex vivo» стволовых клеток пуповинной крови 46-летнему пациенту с миелоидной лейкемией. Датой зарождения банкирования пуповинной крови можно считать 1992 год, когда в университете Аризоны был заморожен для длительного хранения первый образец пуповинной крови, принадлежавший сыну профессора Давида Харриса.

Год позже в США была создана первая программа публичного банкирования пуповинной крови, предоставляющая бесплатно трансплантаты пуповинной крови пациентам с показаниями к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, которая в 1998 г. получила аккредитацию Американской ассоциации банков крови (AABB). Сегодня Дэвид Харрис — директор крупнейшего в мире банка стволовых клеток пуповинной крови Cord Blood Registry.

В 2003 г. в журнале Национальной Академии Наук США (PNAS USA) была опубликована статья, сообщающая о том, что через 15 лет хранения в жидком азоте стволовые клетки пуповинной крови полностью сохраняют свои биологические свойства, позже этот факт был подтвержден уже 24-летними наблюдениями, оправдывая целесообразность долгосрочного банкирования пуповинной крови.

Стволовые клетки в Украине

В настоящее время число выполненных в мире трансплантаций гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови в лечении гематологических и негематологических заболеваний у детей и взрослых превышает 30 000. По мере развития клеточной медицины и широкого внедрения в клиническую практику методов лечения широкого ряда онкологических и соматических заболеваний с использованием стволовых клеток в мире, кроме банкирования пуповинной крови, активно развивается криоконсервирование аутологичных гемопоэтических стволовых клеток периферической крови, плаценты, ткани пупочного канатика, стволовых клеток эндометрия, жировой ткани, молочных зубов и др., как и сохранение репродуктивных клеток и тканей.

В Украине Институтом клеточной терапии (г.Киев) в сотрудничестве с ведущими научно-исследовательскими институтами разработаны и внедрены в повседневную практику передовые методики криохранения стволовых клеток пуповинной крови, других клеток и тканей человека, как и методы лечения с применением клеточных препаратов. Опыт трансплантации тканевых культур, выполненных во всемирно известном Научно-исследовательском институте неотложной и восстановительной хирургии им. Гусака (г.Донецк) в настоящее время исчисляется тысячами успешных операций.

Клиническим применением клеточных препаратов занимается также Центр эмбриональных тканей «Емселл», который первым в мире запатентировал лекарственные препараты иммунокорегирующего действия на основе клеточных суспензий и способы лечения ряда заболеваний с использованием этих препаратов.

другие статьи