О стволовых клетках пуповинной крови
Гемафонд / Для специалистов / Стволовые клетки: вчера и сегодня / О стволовых клетках пуповинной крови
Научные открытия последних десятилетий в области биологии, фундаментальной и клинической медицины однозначно доказывают высокую медико-биологическую ценность пуповинной крови, поскольку последняя является важным и безопасным источником стволовых клеток. Стволовые клетки – это недифференцированные клетки, которые первыми образуются в организме зародыша и способны дифференцироваться в специализированные ткани организма. Открытие стволовых клеток – третье по весомости событие в истории медицины после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «геном человека».
В зависимости от степени зрелости и источников происхождения различают несколько десятков видов стволовых клеток, хотя сам термин «стволовые клетки» достаточно часто даже специалисты отождествляют с «эмбриональными стволовыми клетками», что является недопустимым. Ведь эмбриональные стволовые клетки можно получить лишь из тканей зародыша, что в большистве стран мира сопровождается большим количеством этических и юридических препятствий. Кроме того, учитывая высокий пролиферативный потенциал эмбриональных клеток, есть сообщения о возможности развития из них злокачественных клонов.
Среди более зрелых и специализированных стволовых клеток для клинической медицины наибольшее практическое значение имеют гемопоэтические и мезенхимальные стволовые клетки. Гемопоэтические стволовые клетки – это наиболее изученная популяция стволовых клеток. А трансплантация гемопоэтических стволовых клеток, более известная как трансплантация костного мозга, поскольку костный мозг – основной источник гемопоэтических стволовых клеток, уже несколько десятилетий широко используется в лечении злокачественных заболеваний системы крови.
Однако, серьезной проблемой гематологической трансплантологии является скложность подбора иммунологически совместимого донора костного мозга согласно основной системы гистосовместимости (HLA). В развитых странах мира поиском трансплантатов костного мозга занимаются специальные реестры, объединенные в международные системы с многотысячной базой данных, в которую внесены иммунофенотипы волонтеров, готовых донировать костный мозг. Тем не менее, вероятность найти совместимый донорский трансплантат костного мозга составляет от 1 на 1 000 до 1 на 1 000 0000 и значительно зависит от рассовой и этнической принадлежности пациента. Число доноров-волонтеров ограничивает также инвазивная, достаточно травмирующая процедура донации костного мозга. Поэтому на протяжении последнего десятилетия усилия докторов направлены на поиски альтернативных источников гемопоэтических стволовых клеток и аутодонорство, однако последнее при многих формах лейкозов противопоказано.
Исходя из приведенных выше фактов, наиболее безопасным, экономичным и абсолютно этическим источником гемопоэтических стволовых клеток можно по праву считать пуповинную кровь. Важной особенностью стволовых клеток пуповинной крови является также их высокая иммунологическая толерантность, что даже при неполной гистосовместимости согласно системе HLA, характеризуется более низким уровнем развития заболевания «трансплантат-против-хозяина», чем использование костного мозга.
Также известно, что в процессе старения в стволовых клетках снижается активность фермента теломеразы, что снижает их способность к дифференциации и пролиферации. Этот факт повышает биологическую ценность стволовых клеток пуповинной крови, собранных в первые минуты жизни, когда они еще не подверглись неблагоприятному воздействию окружающей среды, и характеризуются меншей склонностью к мутациям и более высокой пролиферативной активностью, чем клетки, выделенные из костного мозга взрослого организма.
Долгое время использование пуповинной крови ограничивалось онкогематологией. Однако, исследования последних лет доказали, что в пуповинной крови содержится и инные виды стволовых клеток, в частности, мезенхимальные стволовые клетки, гемангиобласты (предшественники эндотелиоцитов сосудов) и особая популяция плюрипотентных стволовых клеток, которые по своей способности дифференцироваться в сердечную и нервную ткани очень близьки к эмбриональным клеткам, однако, в отличии от остальных, их получение абсолютно этично. Есть данные, что плюрипотентные стволовые клетки, обнаруженные в пуповинной крови, не определяются больше ни в одной ткани организма. Этот факт значительно расширяет биомедицинское значение пуповинной крови, как важного источника для восстановления пораженной ткани миокарда, головного и спинного мозга, лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата. С использованием клеточной фракции пуповинной крови разрабатываются подходы к выращиванию органов. Кроме того, в последние годы активизировались исследования в направлении изучения возможности Т-лимфоцитов пуповинной крови уничтожать злокачественные клетки с перспективой их использования в лечении онкологических заболеваний. Практическую ценность имеет и сыворотка пуповинной крови как источник серии важных биологически активных веществ, которые отсутствуют в крови взрослого, и особенности кордных эритроцитов, в частности, наличие фетального гемоглобина, что делает их более физиологическими в качестве трансфузионной среды для использования в неонатальной хирургии.
Основные отличия компонентов пуповинной крови от периферической крови взрослого
1. Наличие среди лейкоцитарной фракции пуповинной крови большого количества различных популяций стволовых клеток, среди которых основными являются гемопоэтические, мезенхимальные и плюрипотентные стволовые клетки, а также гемангиобласты.
2. Наличие в сыворотке пуповинной крови серии биологически активных веществ, оказывающих общестимулирующее действие на организм .
3. Большее число ретикулоцитов и тромбоцитов
5. Наличие в пуповинной крови фетального гемоглобина, что повышает ее сродненность к кислороду
6. Гипоантигенная природа
7. Антималярийный эффект
8. Более высокая электропроводимость