Все, что нужно знать о стволовых клетках: зачем они нужны и какие есть проблемы
5 августа 2023
Они могут избавить людей от рака или болезни Альцгеймера. Но до этого момента придется подождать.
Оглавление
unsplash.com/CC 0
Что это такое на самом деле
В нашем теле все клетки выполняют какую-то функцию.
Нейронами мы думаем, с помощью миоцитов — двигаемся, а эритроциты переносят кислород. Но есть особые клетки — стволовые, у которых нет специализации.
Они ничего не делают и просто ждут. А в нужный момент начинают делиться, и часть из них превращается в функциональные клетки. Другая часть так и остается стволовыми, чтобы в будущем произвести новые специализированные.
Какие есть типы стволовых клеток
Существует два типа стволовых клеток: эмбриональные и тканевые.
Эмбриональные могут превращаться в любые другие клетки. Именно из них состоит зародыш в первые 3-5 дней жизни. А если их поддерживать в специальных условиях, они будут делиться практически бесконечно и остаются неизменными.
Тканевые клетки есть в небольшом количестве в органах взрослого человека. Они нужны, чтобы восстанавливать ткани после повреждений и умеют превращаться только в какой-то отдельный вид клеток. Однако ученые научились делать из тканевых клеток аналоги эмбриональных, из которых можно выращивать разные ткани. Их называют плюрипотентными стволовыми клетками.
Почему это сейчас так актуально
Что если на замену изношенному сердцу можно будет вырастить новое?
Или врачи научатся ремонтировать органы прямо в теле без хирургических операций? Именно таких прорывов ждут исследователи от стволовых клеток. Ученые называют это регенеративной медициной.
Считается, что регенеративная медицина справиться с неизлечимыми болезнями, такими как:
инсульты;
сердечные болезни;
сахарный диабет;
болезнь Паркинсона;
болезнь Альцгеймера;
боковой амиотрофический склероз;
рак;
тяжелые ожоги;
остеоартрит и другие.
Но это еще не все.
Даже если регенеративная медицина никогда не станет реальностью, стволовые клетки уже сейчас приносят много пользы.
Наблюдая, как они созревают в клетки костей, нервов и других органов, врачи могут лучше понять, как развиваются наследственные болезни.
Наконец, фармацевты испытывают на стволовых клетках новые лекарства. Чтобы начать испытания препарата на людях, нужно сначала убедиться в его безопасности. Для этого используют ткани, выращенные из стволовых клеток. Например, можно вырастить нервные клетки для тестирования нового лекарства от нервного заболевания. Такие тесты заранее выявляют опасные побочные эффекты или полезное воздействие.
Смотрите нашу галерею 20 фильмов о неизлечимых болезнях и о силе духа:
«Далласский клуб покупателей»: ВИЧ/СПИД
Этот оскароносный фильм основан на реальных событиях — он показывает жизнь простого электрика Рона Вудруфа из Техаса, у которого обнаружили СПИД в 1980-х годах. Врачи давали ему несколько месяцев (в кино этот срок сократили до 30 дней), но Вудруф не захотел мириться с такой скорой смертью — и в итоге прожил со СПИДом около 7 лет. Рон Вудруф воюет с медицинской системой, которая отказывается его лечить. Ему прописывают единственный разрешенный в США, но бесполезный препарат — и герою приходится искать подходящие лекарства за границей. В итоге он начинает возить экспериментальные средства из Мексики и создает целую организацию, которая распространяет их среди других больных СПИДом — «Далласский клуб покупателей».
«Любовь и другие лекарства»: болезнь Паркинсона
Эта картина, опять-таки, основана на реальных событиях — а именно на автобиографической книге Джейми Рейди «Как я продавал виагру». Но создатели фильма значительно подредактировали исходную историю — и его сюжет закручивается вовсе не вокруг «голубой таблетки», а вокруг болезни Паркинсона. Молодой и дерзкий продажник Джейми в исполнении Джейка Джилленхола встречает 26-летнюю художницу Мэгги, которую играет Энн Хэтэуей. Вопреки всем законам жанра, парень с самого знакомства в курсе, что у Мэгги болезнь Паркинсона с ранним началом — а значит, через десяток лет она превратится из юной веселой девушки в нетрудоспособного инвалида. Авторы фильма пытаются показать, как непросто строить отношения с человеком, который безнадежно болен и которому будет становиться только хуже.
Как вы, наверно, уже догадались, это тоже фильм, основанный на реальных событиях. Он рассказывает о молодости знаменитого физика Стивена Хокинга: он развивает научную карьеру и подает большие надежды, знакомится с прекрасной девушкой Джейн Уайлд (своей будущей женой), и тут… просто падает посреди университетского кампуса. И, как гром среди ясного неба, звучит страшный диагноз — боковой амиотрофический склероз: болезнь, из-за которой человек постепенно теряет тонус всех мышц и становится инвалидом, прикованным к коляске. Врачи обещают Хокингу еще пару лет жизни. Ученый первым делом спрашивает, как БАС повлияет на его мозг, и медики утешают его — способность мыслить болезнь не затронет. Но, к сожалению, никто не узнает, о чем он думает — ведь БАС отнимает у человека не только движения, но и способность говорить. Однако Хокинг и его близкие не сдавались. Диагноз ему поставили в 1963 году, в 1965-м он женился на Джейн, в 1966-м — защитил диссертацию, в 1967-м — впервые стал отцом, и только в конце 60-х сел в инвалидную коляску. Когда он перестал говорить, для него создали специальный синтезатор речи, с помощью которого он общался с окружающим миром.
«100 метров»: рассеянный склероз
Это коварное прогрессирующее заболевание с неблагоприятным прогнозом. Хотя у пациентов с РС бывают как обострения, так и длительные ремиссии, в целом их состояние постепенно ухудшается: мучают боли и нарушение чувствительности в конечностях, мышечная слабость, проблемы с координацией и другие трудности. Герой фильма «100 метров» Рамон в достаточно молодом — как это обычно и бывает при рассеянном склерозе — возрасте узнает о своей болезни. Ему становится хуже, он не может даже перейти через дорогу без помощи. В итоге Рамон попадает в реабилитационный центр, где с помощью Маноло начинает путь к новой жизни. Сначала Рамон под присмотром «тренера» все быстрее делает шаги по улице, потом встает на дорожку в тренажерном зале, вместе с наставником ездит на велосипеде… В какой-то момент он видит объявление о том, что вскоре состоятся соревнования по триатлону, и решает принять в них участие. Фильм «100 метров» показывает, что даже человек с нейродегенеративным заболеванием может стать «железным человеком» — проплыть 3,8 километра, проехать на велосипеде 180 километров и пробежать 42 километра. Потому что, как говорит слоган фильма, «сдаться — это не вариант».
«Человек дождя»: аутизм
История о бесчувственном дельце Чарли и его брате, страдающим аутизмом, которому внезапно достается все наследство отца в 3 млн долларов. Чарли решает забрать свою долю, но сделать это не так просто: Рэй не понимает, что значит владеть целым состоянием, и не замечает, что его младший брат хочет присвоить наследство себе. Зато Рэй в уме умножает трехзначные числа и берет арифметический корень быстрее, чем калькулятор. Фильм показывает, в чем особенность людей с савантизмом, и заставляет задуматься, болезнь ли это на самом деле или другая сторона гениальности. Фильм основан на реальных событиях.
«Я тоже»: синдром Дауна
История этой картины о жизни первого человека с синдромом Дауна в Европе, получившего высшее образование. 34-летний Даниэль — разносторонне развитый парень: владеет иностранными языками, разбирается в живописи и строит успешную карьеру. Кажется, все хорошо. Так думает и сам герой, пока не влюбляется в свою коллегу Лауру и не сталкивается с предрассудками окружающих. Фильм демонстрирует, как отношение «нормальных» людей к людям с особенностями мешает последним стать счастливыми. В главной роли — испанский актер с синдромом Дауна Пабло Пинеда. В 2009 году Пабло получил награду «Серебряная раковина» на кинофестивале в Сан-Себастьяне за лучшую мужскую роль.
«Запах женщины»: слепота
Легендарный фильм об уставшем от своей беспомощности слепом и мальчишке, который оказался перед моральным выбором. Совершенно разные герои вдруг становятся настоящими друзьями и меняют жизнь друг друга. Дилемма мальчика разрешается, а отставной подполковник, потерявший зрение, осознает: он утратил не самое важное. Главное — сохранять страсть к жизни. Воодушевляющая картина точно понравится любому зрителю, особенно поклонникам Аль Пачино, который играет в фильме главную роль.
«Форрест Гамп»: слабоумие
=Фраза из фильма «Форрест Гамп» — «Беги, Форест, беги!» — известна, кажется, всем, и это неудивительно. Жизнеутверждающее кино об огромной любви умственно отсталого мужчины к жизни и людям, которые смеются над ним. Том Хэнкс в роли Гампа справляется со всеми трудностями, выпавшими на долю героя: попадает в число лучших спортсменов-любителей по футболу, проходит вьетнамскую войну, побеждает в международном турнире по настольному теннису, становится мировой знаменитостью. Можно много говорить о том, насколько удивителен Форрест Гамп, но лучше посмотреть фильм.
«1+1»: паралич
Французская трагикомедия «1+1» основана на реальных событиях, рассказывает о жизни двух людей: богатого аристократа, по имени Филипп, у которого есть все, что можно пожелать, кроме здорового тела (у Филиппа парализована вся нижняя часть тела) и Дрисса, почти нищего выходца из Сенегала , у которого нет ничего, кроме его великолепного здоровья и легкого отношения к жизни. Один из ключевых посылов фильма — относиться к людям с ограниченными физическими возможностями можно и нужно так же, как и ко всем остальным.
«Виноваты звезды»: рак
Трогательная и смелая история двух подростков, давно борющихся с раком, как холодной водой окатывает зрителя, напоминая, что жизнь до боли скоротечна. Огастус и Хайзел — главные герои фильма — влюбляются друг в друга на встрече группы поддержки болеющих раком. Взаимная любовь переворачивает жизни постепенно увядающих подростков, меняет отношение зрителя к окружающим и к собственной судьбе.
«Достучаться до небес»: рак
Культовый немецкий фильм «Достучаться до небес» о двух смертельно больных, которым осталось жить считанные дни. За разговором один из героев признается, что ни разу не был на море. С этого момента путешествие на морское побережье становится целью оставшихся дней жизни. «Я мало сделал за отпущенное мне время. Я столько еще не сказал», — признается один из героев фильма.
«Полночное солнце»: ксеродерма
Еще один прозаичный фильм о смертельно опасной болезни. Главная героиня Кэтти вынуждена скрываться от солнца, у девушки редкая болезнь — ксеродерма, непереносимость солнечного света. Дни ей приходится проводить дома, поэтому настоящая жизнь начинается только ночью. Однажды она встречает Чарли — рыжего парня с веснушками, яркого как солнце. Между Кэтти и Чарли появляется светлое чувство, ради которого Кэтти готова выйти на свет. Оказалось, это была не лучшая идея…
«Сейчас самое время»: лейкемия
«Сейчас самое время» — британская экранизация книги «Пока я жива» о 16- летней девочке, у которой обнаружили лейкемию — злокачественную опухоль в крови и костном мозге. Этот фильм рассказывает, как меняется восприятие жизни после смертельного диагноза, и как девочка-подросток преодолевает отчаяние и начинает жить заново. Воодушевляющее, светлое и вдумчивое кино, которое ставит вопрос: неужели чтобы начать жить так, как хочется, нужно смертельно заболеть?
«Пока не сыграл в ящик»: рак
Исполнить все свои желания перед смертью — вот чего хотят два героя, попавшие в больницу и узнавшие, что неизлечимо больны. У одного есть целое состояние, чтобы воплотить свои мечты, у другого — поддержка семьи и девиз: «Ищи радость в жизни, что бы ни случилось». Так, два совершенно разных героя играют в одной команде наперегонки со смертью, чтобы завершить все начатое и изведать новое, до тех пор пока не сыграли в ящик.
«Внутри себя я танцую»: паралич
Грустный фильм о трудностях, с которыми сталкиваются люди с ограниченными возможностями. Главный герой — Майкл, ему 24 года, и почти всю свою жизнь он провел в инвалидной коляске в интернате. Разочарованный в жизни и в себе, Майкл решает смириться со своей участью и бессмысленно проживать свою молодость, но тут в клинику приезжает Рори. Он болен миодистрофией Дюшенна, при которой происходит атрофия мышц, нарушение дыхательной и познавательной систем. Однако этот диагноз не мешает герою смело заявлять о себе и требовать от жизни лучшего.
День восьмой»: синдром Дауна
«Я люблю тебя, Жорж, но я дала тебе все, что могла. Я хочу жить, это моя жизнь. Я не могу за тобой ухаживать», — говорит сестра слабоумного Жоржа, который сбежал к ней из лечебницы. Гарри, клерк, подобравший Жоржа на обочине, становится свидетелем этой сцены и понимает: Жорж, как и он, остался совершенно одиноким, без цели и смысла жизни. Так герои становятся лучшими друзьями, переосмысляют жизнь, находят счастье. Картина заставляет задуматься о сложности морального выбора, перед которым стоят персонажи, столкнуться с несправедливостью по отношению к людям с синдромом Дауна и помогает освободиться от предрассудков.
«Осень в Нью-Йорке»: нейробластома
Дуэт Ричарда Гира и Вайноны Райдер показывает пару, 48-летнего ловеласа Уилла и свободолюбивую 22-летнюю Шарлотту. Уилл считал, что разница в возрасте — единственное, что может помешать отношениям, но все оказалось не так просто. Шарлотта смертельно больна, у нее нейробластома — высокозлокачественная опухоль нервной системы, и жить ей осталось меньше года. Между тем болезнь не мешает паре наслаждаться друг другом, меняются их характеры и отношение к жизни.
«Я буду рядом», рак
Российско-украинская драма об истории Инны и ее сына Мити, между которыми очень доверительные отношения. Они делятся друг с другом всем, но одного Инна не может рассказать сыну: она смертельно больна, у нее опухоль головного мозга, и жить ей осталось совсем немного. Сейчас ее единственная цель — найти сыну приемную семью, иначе мальчик останется сиротой. Пока ребенок ничего не понимает, но верит, что мама будет рядом всегда.
«Безмолвная схватка», аутизм
Необычный детектив начинается с того, что зритель узнает о жестоком убийстве семейной пары. Единственный свидетель преступления — 9-летний мальчик с аутизмом, который после расправы замкнулся в себе и не может ничего рассказать. На помощь полицейским приходит психолог, знающий об особенностях общения с аутичными детьми: он пытается в безмолвной схватке распутать клубок событий убийства. Фильм знакомит зрителя с внутренним миром тех, кого мы иногда не можем понять, и помогает перейти через преграды предрассудков и собственного страха.
Какие успехи лечения стволовыми клетками
Сейчас регенеративная медицина находится в зачаточном состоянии. Исследовательских программ очень много, но лишь единичные технологии запустили в «серийное производство». Впрочем, даже промежуточные результаты кажутся впечатляющими.
Например, в 2016 году команда ученых из Греции и Великобритании попробовала восстановить мышечную ткань после инфаркта. Для этого они пересадили в сердца пациентов выращенные в лаборатории стволовые клетки сердечной мышцы. В результате постинфарктный рубец уменьшился на 40%. Раньше врачи считали такие повреждения неизлечимыми. Однако в этом исследовании приняли участие только 11 человек. Этого недостаточно, чтобы сделать однозначные выводы.
Постепенно ученые совершенствуют технологии. Вот пример. При пересадке тканей, полученных из стволовых клеток, иммунная система может атаковать трансплантат, так как посчитает его чем-то чужеродным. Поэтому медики работают над созданием клеток, которые не вызывают иммунного ответа. В 2020 году исследователи Каролинского института и глазной больницы Святого Эрика в Швеции обнаружили способ усовершенствовать производство клеток сетчатки из эмбриональных стволовых клеток для лечения слепоты у пожилых людей. Они меняют эти клетки так, чтобы те могли скрываться от иммунной системы, которая уничтожает чужеродные объекты.
Еще одна перспективная технология — использование стволовых клеток, которые уже есть в организме.
В одном эксперименте исследователи из Университета Иллинойса ввели в поврежденные мышцы крыс наночастицы с молекулами, которые стимулируют активность стволовых клеток. В результате мышцы восстанавливались быстрее и животные могли ходить дальше, чем при использовании традиционного лечения.
Какие с ними могут быть проблемы
Несмотря на выдающиеся успехи в исследованиях, врачи активно применяют лишь один метод лечения стволовыми клетками — пересадка тканевых стволовых клеток костного мозга при онкологических заболеваниях крови.
Существует много препятствий, которые мешают совершить прорыв в регенеративной медицине. Например, непредсказуемость. Исследователи должны быть уверены, что стволовые клетки будут превращаться в нужную им ткань. Также врачам необходимо научиться регулировать рост и размножение стволовых клеток, чтобы они не начали бесконтрольно делиться, создавая раковые опухоли.
Как мы уже говорили, иммунитет может атаковать эмбриональные стволовые клетки, считая их чужеродными захватчиками.
Кроме того, существующие технологии вызывают множество побочных действий. У пациентов, которые лечили рассеянный склероз стволовыми клетками, падал уровень тромбоцитов и лейкоцитов, возникали инфекции и токсическое повреждение печени.
Наконец, это пока еще очень дорогой метод. Например, в упомянутом примере лечения рассеянного склероза процедура стоила 40 000 фунтов стерлингов или около 3,5 млн рублей.
Этические разногласия
Они возникают по поводу эмбриональных стволовых клеток, которые извлекают из зародышей на ранних стадиях развития. Некоторые люди не согласны с использованием эмбриональных клеток для медицинских исследований, потому что это означает уничтожение зародыша. Суть спора та же, что между сторонниками и противниками абортов.
Первые утверждают, что жизнь начинается с рождения (или с момента превращения эмбриона в плод). Другие отсчитывают зарождение новой жизни с зачатия, и считают разрушение эмбриона убийством.
В России запрещено производство и применение клеток, полученных путем прерывания процесса развития эмбриона или плода человека.
С тканевыми клетками никаких споров не возникает, поскольку их получают у взрослых.