Editorial

Full Text

Перед вами второй номер нашего журнала. Поскольку он выходит в конце года, считаем необходимым отметить наиболее значительные события в области исследования стволовых клеток, клеточной трансплантологии и тканевой инженерии в 2005 году.

Безусловным событием года стала работа корейских учёных по созданию индивидуальных линий эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), выделенных методом переноса ядра от пациентов, страдающих различными заболеваниями. Группа исследователей, возглавляемая профессором Woo-Suk Hwang из Seoul National University максимально близко подошла к воплощению основной цели современной реге­неративной медицины - лечению заболеваний аутогенными клетками без проблемы дефицита клеточного материала и иммунного конфликта [1].

Исследование демонстрирует современное состояние метода переноса ядра для создания линий эмбриональных стволовых клеток. Благодаря усовершенствованию техники этой манипуляции исследователи добились частоты полу­чения из бластоцист линий ЭСК равной 31:11 (35,4%), тем самым улучшив результативность процедуры в 10 раз, по сравнению с прошлым годом [2]. Авторы впервые использо­вали ядра фибробластов кожи от пациентов с повреждением спинного мозга, наследственной иммунопатией и ювениль­ным сахарным диабетом. От всех пациентов были получены кариотипически «нормальные» линии ЭСК. Методом иссле­дования генотипа HLA была показана иммунологическая идентичность линий [1].

Наверное, ни к одному учёному сегодня не приковано столько внимания, сколько к Woo Suk Hwang. В октябре под руководством этого профессора и при серьезной поддерж­ке правительства Южной Кореи открылся всемирный центр по созданию индивидуальных линий ЭСК, призванный ин­тегрировать ведущих учёных мира и обмениваться данными и материалом для продвижения исследований в этом направ­лении. Уже сегодня Woo Suk Hwang объявил о поиске пер­вых пациентов, в частности, больных СПИДом, для начала клинических испытаний метода.

Следующей темой, которая интенсивно изучалась в этом году, было участие стволовых клеток в канцерогенезе и он­когенетический потенциал стволовых клеток взрослых.

Испанскими авторами был открыт механизм возникно­вения злокачественных опухолей из нормальных стволовых клеток взрослых. Было показано, что злокачественное пе­рерождение нейробластов у Drosophila melanogaster выз­вано мутациями генов, связанных с клеточной полярностью и в норме отвечающих за асимметричное деление бластной клетки [3].

Группа Rubio-Bernad показала, что взрослые клетки че­ловека способны к спонтанной онкогенетической трансфор­мации в культуре без факторов роста. Длительное культиви­рование мезенхимальных стволовых клеток, выделенных из жировой ткани (в данной работе продолжительность культи­вирования составила более 2 месяцев), было ассоциировано с высоким онкогенным риском и приводило к возникнове­нию пост-М1 туморогенных клеток, дающих опухоли почти в 100% трансплантаций у SCID-мышей [4]. Работа приобре­тает особое значение в контексте потенциального клиничес­кого применения мезенхимальных (стромальных) стволовых клеток для клеточной терапии и тканевой инженерии.

Для линий человеческих ЭСК также было показано, что их длительное пассирование приводит к генетическим и эпигенетическим изменениям. Восемь из девяти линий, по­лученных разными компаниями и зарегистрированных в NIH, на поздних пассажах (55-59) несли одну или несколько му­таций, часть из которых характерна для злокачественных трансформаций человеческих клеток [5]. Таким образом, для получения безопасного клеточного материала взрослые и эмбриональные стволовые клетки не рекомендуется дли­тельно поддерживать и пассировать в культуре.

Тема безопасности клеточного материала перед началом клинических испытаний методов трансплантации клеток ста­новится очень актуальной. Другой проблемой является им­муногенность клеточного материала. Группой исследователей под руководством Varki A. из University of California было по­казано, что линии ЭСК человека, созданные до 2001 в США, содержат ксеноантиген - сиаловую кислоту, интегри­ровавшуюся из мышиного фидерного слоя и среды культиви­рования, содержащую заменитель сыворотки с ксенобелками [6]. Публикация вызвала интерес, показав потенциальную непригодность этих линий для получения клеток с целью трансплантации их человеку. Это связано с высоким риском иммунного ответа на них. Работа показала, что эра культи­вирования клеток человека для клинических целей в «ксе­ногенных» (содержащих ксеносыворотку и ксено-фидер) условиях заканчивается. Все новые линии ЭСК должны быть созданы в условиях, свободных от источников ксеногенной контаминации.

Из клинических работ хочется отметить начало испыта­ний методов аутотрансплантации клеток костного мозга при травме спинного мозга [7] и ишемическом инсульте в Корее [8]. В нескольких медицинских центрах разных стран мира продолжаются клинические испытания (фазы I-III) методов клеточной кардиомиопластики для оптимизации регенера­ции миокарда после инфаркта или при кардиомиопатиях и трансплантации гемопоэтических клеток при ряде аутоим­мунных заболеваний и солидных злокачественных опухолях.

Прошедший год стал достаточно продуктивным и для тканевой инженерии. Вначале хотелось бы отметить рабо­ты по решению проблем васкуляризации графтов большого объема. Так исследовательская группа, возглавляемая ро­доначальником тканевой инженерии Робертом Лангером, продемонстрировала модель искусственной капиллярной сети [ИКС]. Конструкция представляет собой тонкую пленку с сетью полых трубочек-капилляров, выстланных эндотели­альными клетками человека. Для улучшения адгезии клеток ИКС была обработана раствором фибронектина. Жизнеспо­собность клеток в ИКС сохранялась на достаточном уровне, как минимум, в течение 4 недель. Данная разработка впол­не может быть применена для создания значительных по объему трехмерных эквивалентов тканей, например, пече­ни, поджелудочной железы и др. [9]. В качестве разработки альтернативного способа под руководством Лангера было выполнено исследование по совместному культивированию культуры клеток регенерируемого органа с эндотелиальны­ми клетками, которые формировали капилляры еще in vitro [10], что является более физиологичным, естественным путем.

Среди интересных событий прошедшего года стоит упо­мянуть о создании трехмерного эквивалента сетчатки без матрицы подложки, что было сделано впервые. Сформиро­вать трехмерную структуру позволила технология помещения насыщенной магнитными наночастицами культуры пигмен­тных клеток сетчатки в магнитное поле. Данный метод мо­жет оказаться полезным для создания полноценной сетчатки, так как наличие мембраны между пигментоцитами и све­топринимающими фоторецепторными клетками (палочки, колбочки) недопустимо [11]. Насыщение клеток магнитны­ми наночастицами - это совершенно новый метод, озна­меновавший рождение самостоятельного направления в тканевой инженерии. В ближайшем будущем следует ожидать новых достижений в этой области.

Преклиническим исследованием назвали авторы рабо­ту, посвященную созданию биопротеза молочной железы. Исползованы адипоциты и биорезорбируемый гидрогель. Эксперимент показал, что гидрогель, насыщенный жировы­ми клетками, позволяет сформировать трехмерную жиро­вую ткань заданной формы. Исследователи считают, что данная технология может быть использована в клиничес­кой практике для маммопластики [12]. В дополнение к это­му Holton предложил с помощью бесклеточной дермальной матрицы создать эквивалент соска. Таким образом, эти тех­нологии в ближайшем будущем позволят помочь пациенткам после мастэктомии.

Достаточно интересной можно назвать работу, выпол­ненную под руководством Antony Atala, в которой была по­казана возможность создания трехмерного эквивалента слюнной железы [13]. Среди экспериментальных исследо­ваний нельзя не упомянуть реконструкцию участков нервного ствола с небольшой протяженностью дефекта [14] и дос­таточно протяженных [15]. В основе этих методов лежит принцип обеспечения продвижения конуса роста аксона по быстро пролиферирующим шванновским клеткам. Причем, эта технология уже нашла свое применение в клинической практике. Двум пациентам с казуалгией, аллодинией и кон­трактурой пальцев кисти выполнена пластика нервного ствола на протяжении 2 и 3,6 см с удовлетворительными клиничес­кими результатами [16].

Говоря о клинических исследованиях, следует отметить, что самым значительным событием уходящего года стал от­чет о более чем четырехлетней работе японских клиницистов по реконструкции участка аорты с помощью технологий тка­невой инженерии. С 2000 по 2004 год в Японии детям с различными пороками развития крупных сосудов грудной по­лости [42 пациента) в качестве протеза для восстановления дефекта были пересажены тканеинженерные конструкции. Использовали синтетические нетканые матрицы из полилак­тида и капролактона в соотношении 1:1, укрепленные PLLA [poly-L-lactide acid), пропитанные ядросодержащими ауток­летками костного мозга в концентрации 300 тыс/кв.см. В послеоперационном периоде ни у одного ребенка не было выявлено таких осложнений, как тромбоз, разрыв сосудов или аневризмы. Время наблюдения составило от 1 до 4 лет. У всех детей не было выявлено каких-либо признаков нео­плазии в месте трансплантации тканеинженерной конструк­ции [17].

Среди клинических работ также можно упомянуть о при­менении китайскими клиницистами девитализированной человеческой дермы для реконструкции уретры. У 16 паци­ентов с различными заболеваниями и пороками развития уретры произведена пластика уретры этим материалом. Длина реконструируемого участка не превышала 3 см. У 3 пациентов развился стеноз уретры, потребовавший дальней­шего хирургического лечения [18]. В данном направлении приоритет принадлежит России. Исследовательской группе А.В. Васильева и А.К. Файзулина удалось выполнить не­сколько операций - уретропластик детям с тяжелой фор­мой гипоспадии. Трансплантируемая конструкция содержала биодеградируемую матрицу и эпителиальные клетки. Бли­жайшее наблюдение показало отсутствие стенозов даже при пластике 4,5 см мочеиспускательного канала [19].

Несомненно, заметным событием стало решение, принятое на заседании круглого стола Международного об­щества клеточной терапии, в котором принимали участие 9 ведущих специалистов из 6 стран мира, об утверждении но­менклатуры пластик-адгезивных фибробластоподобных стволовых клеток. Решено, что клетки, называвшиеся ранее мезенхимальными стволовыми и стромальными стволовы­ми, получают новое название - полипотентные мезенхи­мальные стромальные клетки [multipotent mesenchymal stromal cells), что устраняет путаницу при использовании каждого термина в отдельности [20].

Резюмируя вышеизложенное, можно отметить, что в 2005 году в клеточной трансплантологии и тканевой инже­нерии произошел ряд событий, указывающих на то, что от­расль активно развивается. Преобладание экспериментальных работ над клиническими вполне объяснимо достаточной новизной и осторожным подходом к внедрению клеточных технологий в широкую медицинскую практику.

References

Supplementary files