Сергей Анисимов

директор по операциям компании «Национальный БиоСервис», вице-президент Национальной ассоциации биобанков и специалистов по биобанкированию

Все публикации эксперта

13.08.2019

Современные клеточные технологии: мифы и реальность

За всю многовековую историю медицины в ней произошли несколько полноценных «революций», каждая из которых буквально рывком повышала среднюю продолжительность жизни человека. Сразу две из них пришлись на начало XXI века – и происходят прямо на наших глазах: это клеточные технологии и таргетная терапия. Но любая революция полна противоречий. Попробуем взглянуть на потенциал и риски клеточных технологий реалистично.

Ведущие научные журналы мира Nature и Science ежегодно публикуют список из важнейших научных открытий года. Не составляет труда найти в Интернете весьма интересные и познавательные шорт-листы или листы топ-100 для научных открытий, относящихся к самым разным дисциплинам. Есть они и у профильных биомедицинских ресурсов. Объединяет их одно: тремя самыми важными открытиями в области биомедицины/Life Sciences считаются открытие двойной спирали ДНК (1953 г.), первое прочтение генома человека (2001 г.) и выделение эмбриональных стволовых клеток человека (1998 г.).
 
За всю многовековую историю медицины в ней произошли несколько полноценных «революций», каждая из которых буквально рывком, на годы и даже десятилетия повышала продолжительность жизни человека. К ним я отношу следующие: 
1. Принципы гигиены и государственный подход к их глубокому внедрению (датировать эту «революцию» сложнее всего – она растянута по времени от эпохи древней Греции до конца средних веков).
2. Массовая вакцинация (XVII-XVIII века).
3. Принципы асептики, антисептики и анестезии (XIX век).
4. Антибиотики (XX век).
5. Клеточные технологии (XXI век).
6. Таргетная терапия / персонализированная медицина (XXI век).

Давайте рассмотрим, что из себя представляют «клеточные технологии», благодаря которым на наших глазах происходит очередная «революция» в биомедицине? Как обычно, являющаяся объектом спекуляций и мифов и совершенно не приводящая к созданию универсальной чудесной панацеи, но способная помочь миллионам больных.

Согласно классическому определению, клеточные технологии – это совокупность методов, направленных на выделение отдельных типов клеток из какой-либо ткани, их культивирование (выращивание in vitro) с целью экспансии (увеличения количества клеток) и последующего использования в научных или клинических целях. 

Однако к настоящему времени к клеточным технологиям относят вообще всю совокупность методов и практик всех этапов работы с клетками: технологии получения исходного биоматериала, всей работы in vitro и собственно клеточной терапии: заместительной и восстановительной, прямой и непрямой. 

Стоит сразу расшифровать: под заместительной клеточной терапией понимают пересадку функциональных клеток (или их предшественников) для возмещения потерянных клеток таргетной популяции; под восстановительной – стимуляцию собственных клеток-предшественников, заставляющую их восполнять потерянные клетки. 

Под прямой клеточной терапией – увеличение количества функциональных клеток таргетной популяции, и/или предупреждение снижения их количества непосредственно в результате стимулирующего воздействия. В случае с непрямой тот же эффект оказывается в результате воздействия на иной тип клеток: например, улучшение кровоснабжения поврежденной мышцы (васкуляризация) способствует росту собственных мышечных клеток. Сложно? Конечно же, да!

Итак, распространенные заблуждения в отношении современных клеточных технологий:

Миф 1. Клеточные технологии – это стволовые клетки

Stem-Cell.jpg

 Это, разумеется, вовсе не так. Стволовые клетки действительно являются самым важным объектом исследований и ключевым субстратом клеточных технологий – и клеточной терапии в первую очередь. Однако существует масса подходов (как традиционных, так и современных) к лечению самых разных заболеваний, основанных на применении иных типов клеток, не являющихся стволовыми. 

Стволовые клетки – это недифференцированные клетки, способные как к самоподдержанию, так и к дифференцировке в зрелые специализированные клетки. Считается, что во взрослом организме человека представлены около 250 типов зрелых клеток, при этом все они, как известно, произошли от всего двух половых клеток – материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида.

Существуют стволовые клетки разных классов (эмбриональные, первичные половые и взрослые (соматические)), обладающие весьма отличающимися свойствами и категорически разными биологическими ролями. Промежуточную (весьма обширную и сложно организованную) нишу между стволовыми клетками и зрелыми специализированными клетками занимают так называемые прогениторные клетки, или «клетки-предшественники», не способные к полноценному поддержанию собственной популяции и малофункциональные. 
Очень интересно то, что именно совокупность их свойств «ни одно, ни другое» делает прогениторные клетки очень ценным субстратом клеточной терапии: они уже лишены ключевых недостатков стволовых клеток (о которых будет рассказано ниже), но всё ещё обладают некоторыми их важнейшими полезными свойствами.

Наконец, весьма часто работа идёт непосредственно со зрелыми, функциональными клетками, если их конкретный тип обладает необходимым комплексом свойств, применимым к конкретной биомедицинской или чисто медицинской задаче. Фактически даже классическое переливание крови (гемотрансфузия), современная эпоха которого началась в 1825 г., формально можно отнести к клеточной терапии/клеточным технологиям – а в периферической крови стволовые клетки практически не представлены.

Миф 2. Стволовые клетки – это что-то, что получают из человеческих эмбрионов. Всё это неправильно и незаконно

iStock_21657393_XLARGE.jpg

Как уже упомянуто выше, существуют разные классы стволовых клеток. Но даже собственно эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) обычно получают не из эмбрионов, хотя апробирована и такая технология, основанная на заборе из ткани эмбриона нескольких клеток. В подавляющем же большинстве случаев для получения эмбриональных стволовых клеток используют внутреннюю клеточную массу (ВКМ) бластоцист, предназначенных для уничтожения после завершения лечения бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). 

Дело в том, что метод ЭКО эффективен отнюдь не на 100%, и для повышения шансов на успех для пары оплодотворяют довольно значительное число яйцеклеток. Их доращивают in vitro до стадии бластоцисты (это одна из самых ранних стадий эмбрионального развития, «возраст» её составляет всего 8-9 дней от оплодотворения). Большую часть излишних бластоцист (кроме забракованных по внешним признакам) замораживают для последующих, отсроченных попыток имплантации – и используют по мере необходимости либо не используют и уничтожают через 5 лет. Когда уже ненужные излишние бластоцисты назначают на уничтожение, ученые могут попросить согласия родителей на попытку вырастить из ВКМ этих бластоцист эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) для использования в научных исследованиях, нацеленных на изучение биологических механизмов развития, для отработки подходов к терапии различных заболеваний, а в потенциале – и для их практического использования в клеточной терапии.

Надо сказать, что подавляющее большинство попыток установить первичную культуру ЭСК заканчиваются провалом – и лишь в нескольких процентах случаев ученые получают эмбриональные стволовые клетки для запуска своей работы. Но метод ЭКО в наши дни широко распространён, и попытки можно повторять многократно, используя клетки ВКМ бластоцист, предназначенных для уничтожения после успеха терапии – с разрешения родителей, полностью этично и законно.

Выше уже говорилось, что стволовые клетки – это не только эмбриональные стволовые клетки. Рост организма в детстве, поддержание его жизнедеятельности в зрелом возрасте обеспечивается совокупностью взрослых (соматических) стволовых клеток (ССК). Их ключевыми популяциями являются гемопоэтические (кроветворные) стволовые клетки (ГСК) и мезенхимные (мезенхимальные) стволовые клетки (МСК). Но существуют и иные их типы, обладающие как общими, так и разными свойствами. 

Так называемой «нишей» ГСК является костный мозг, а вот ниш МСК в теле человека сразу несколько: это и тот же костный мозг (где они соседствуют с ГСК, поддерживая их рост), и жировая ткань, и сухожилия, и пульпа зуба, и ткань маточного эндометрия, и другие. Важнейшей, разумеется, является жировая ткань: из половины грамма подкожного жира можно нарастить огромное число МСК, способных дифференцировать в функциональные клетки костной ткани, хряща, скелетной и сердечной мышечной ткани, а также в клетки некоторых других типов. Потенциал применения мезенхимных стволовых клеток в клеточной терапии различных заболеваний - без преувеличения - огромен, и сотни исследовательских команд по всему миру активно работают над созданием и оптимизацией подходов к практическому применению МСК в самых разных клинических ситуациях.

Широко известна пересадка костного мозга: начиная с 1956 г. (в СССР – с 1968 г.) эта процедура выполнена во всём мире свыше миллиона раз, что позволило спасти многие сотни тысяч жизней. Поэтому, когда я слышу экстремальное мнение «Использование стволовых клеток следует запретить», я всегда уточняю: «То есть миллион реципиентов трансплантации костного мозга получили её зря, это надо было запретить?» Мне обычно отвечают: «А что, это тоже стволовые клетки?». Мой ответ: «Да, это тоже стволовые клетки». 

В наши дни терапия ГСК в нескольких вариантах активно используется для лечения тяжелых гематологических заболеваний (в том числе лейкозов и лимфом разных типов), многих наследственных и аутоиммунных заболеваний у детей и взрослых. При этом трансплантации бывают как аутологичные (самому себе, часто отсрочено), так и аллогенные (от подходящих доноров – например, родственников). Общими со стволовыми клетками костного мозга свойствами обладают стволовые клетки пуповинной крови (СКПК), именно поэтому клинические банки пуповинной крови стали за последние 15 лет так популярны.

Ещё одним интересным типом стволовых клеток являются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК). Это обычные клетки взрослых людей (например, клетки кожи), генетически репрограммированные и приобретшие ключевые свойства стволовых клеток. И хотя их применение в клеточной терапии уже не выглядит столь многообещающим, как это казалось 5 лет назад, иПСК представляют собой ценнейший объект научных исследований. С их помощью, используя доступные клетки той же кожи, можно моделировать in vitro различные заболевания. Это направление работы уже не относится к клеточной терапии, но относится к клеточным технологиям в целом.

А теперь вернитесь к заголовку этого раздела – а при чем тут эмбрионы? 
В этом коротком тексте невозможно заменить все мифы и легенды на реальность. Поэтому рассказ будет продолжен. 

В следующий раз читайте о Мифе 3. Лечение клетками – это вечная молодость или по крайней мере омоложение; и Мифе 4: «Лечение стволовыми клетками представляется эффективным, простым и не вызывающим осложнений способом избавиться от недуга…».

#Медицина

Эксперты

Дмитрий Холкин

директор Центра Развития Цифровой Энергетики фонда "ЦСР" Северо-Запад

Василий Третьяков

генеральный директор АНО "Университет 20.35"

Дмитрий Песков

специальный представитель Президента РФ по вопросам цифрового и технологического развития

Алексей Боровков

соруководитель рабочей группы «Технет» НТИ, руководитель Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», проректор по перспективным проектам СПбПУ

Александр Крылатов

координатор «Клуба мышления» в Санкт-Петербурге

Андрей Силинг

исполнительный директор АНО «Платформа НТИ», руководитель проекта «Клубы мышления», руководитель штаба интенсива «Остров 10-22»

Дмитрий Земцов

проректор по развитию ДВФУ, руководитель рабочей группы «Кружкового движения» НТИ, преподаватель Университета 20.35

Сергей Жуков

соруководитель рабочей группы «Аэронет» НТИ

Кирилл Игнатьев

председатель совета директоров группы «Русские инвестиции», футуролог, преподаватель Университета 20.35

Руслан Карманный

руководитель Казначейства и Корпоративных финансов Группы EuroChem AG (Швейцария). Аналитик

Екатерина Морозова

директор открытого университета «Сколково», лидер проекта «Наставник «Кружкового движения» НТИ, преподаватель Университета 20.35

Андрей Иващенко

соруководитель рабочей группы NeuroNet НТИ, профессор РАН

Ирина Гордина-Невмержицкая

директор «Информбюро 20.35», главный редактор ntinews.ru

Владимир Статут

генеральный директор компании ООО «Нейроматикс»

Александр Повалко

генеральный директор, председатель Правления АО «РВК»

Марина Ракова

заместитель Министра просвещения Российской Федерации

Александр Пинский

генеральный директор АНО «Отраслевой центр МАРИНЕТ»

Ксения Андреева

директор по развитию сервисов АНО «Платформа НТИ»

Наталья Кульбятская

директор Департамента продюсирования знаний АНО «Платформа НТИ»

Андрей Комиссаров

руководитель направления «Развитие на основе данных» Университета НТИ 20.35

Анатолий Семенов

ответственный исполнитель проекта по развитию сети Точек кипения на базе университетов АНО «Платформа НТИ», директор техноброкерского агентства «Деловой Альянс»

Юлия Гудач

директор по развитию сети АНО «Платформа НТИ»

Елена Брызгалина

завкафедрой философского факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, преподаватель Университета 20.35

Олег Гранстрем

директор по развитию бизнеса компании «Национальный БиоСервис», вице-президент Национальной ассоциации биобанков и специалистов по биобанкированию

Игорь Чаусов

Ведущий эксперт Фонда «ЦСР Северо-Запад», эксперт рабочей группы EnergyNet НТИ

Роман Усатов-Ширяев

генеральный директор группы компаний Robotikum

Николай Ютанов

руководитель исследовательской группы «Конструирование будущего»

Дмитрий Судаков

руководитель проекта «Атлас новых профессий»

Алексей Федосеев

президент Ассоциации участников технологических кружков

Сергей Салуцкан

и.о. директора Института передовых производственных технологий СПбПУ

Валентин Макаров

лидер рынка SafeNet НТИ, президент компании «РУССОФТ»

Василий Буров

программный директор «Клубов мышления»

Сергей Абдыкеров

руководитель Департамента архитектуры НТИ и аналитики АНО «Платформа НТИ»

Михаил Самсонов

директор медицинского департамента «Р-Фарм», заместитель руководителя рынка HealthNet

Александр Шумский

президент Национальной палаты моды, лидер направления FashionNet

Александр Гурко

президент Федерального сетевого оператора в сфере навигационной деятельности Некоммерческого партнерства «Содействие развитию и использованию навигационных технологий» (НП «ГЛОНАСС»)

Олег Гринько

соруководитель рабочей группы EnergyNet НТИ, директор ООО «Т-Система»

Евгений Казанов

руководитель экспедиции «Эковолна»

Алексей Чадаев

советник председателя Госдумы РФ, гендиректор и учредитель АЦ «Московский регион», преподаватель Университета 20.35

Андрей Ломоносов

соруководитель направления «Биомедицина» HealthNet НТИ

Олег Подольский

директор направления по подготовке кадров для цифровой экономики Университета 20.35"

Алексей Басов

инвестиционный директор РВК

Марина Дегтярь

программный директор «Точки кипения» в Тюмени

Анна Рада

Директор департамента регионального развития Корпорации развития Тульской области

Вячеслав Трактовенко

организатор «Форсайт-кемпа —2019», региональный координатор «Клуба лидеров» в Санкт-Петербурге и Ленобласти

Даниил Мазуровский

лидер «Клуба мышления» в Екатеринбурге

Виталий Генаров

руководитель проектов Университета «20.35»

Фёдор Слюсарчук

руководитель образовательного направления АНО «Университет НТИ 20.35»

Нурлан Киясов

директор центра новых образовательных технологий EdCrunch University НИТУ «МИСиС»

Анатолий Левенчук

преподаватель Школы системного мышления

Вера Адаева

руководитель центра цифрового развития Агентства стратегических инициатив

Константин Тетерин

Лидер проекта «Точка Кипения Белгород», генеральный директор «Корпорации «Развитие»» Белгородской области

Константин Горцевский

руководитель проекта департамента развития сети «Точек кипения»

Олег Мальсагов

руководитель проекта по развитию сети «Точек кипения» на базе университетов АНО «Платформа НТИ», член исполкома набсовета АНО «Университет 2035», руководитель Лаборатории по открытию «Точек кипения» на базе университетов в рамках интенсива «Остров 10-22»

Алина Яшина

руководитель программы Департамента развития сообществ «Точек кипения»

Мария Колодина

контент-редактор Департамента продюсирования знаний АНО «Платформа НТИ»

Александрина Клюс

руководитель программы АНО «Платформа НТИ»

Мария Долгих

руководитель международных проектов АНО «Платформа НТИ»

Кирилл Конев

руководитель отдела аналитики рынков и технологий Департамента архитектуры НТИ и аналитики АНО «Платформа НТИ»

Лиана Кобзева

программный директор «Точки кипения» в Томске

Любовь Кириенко

руководитель программ развития сети, департамент развития сети «Точек кипения» АНО «Платформа НТИ»

Константин Кичинский

руководитель центра «Франшиза НТИ», АНО «Платформа НТИ»

Евгений Пен

исполнительный директор Центра компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Технологии распределённых реестров» на базе СПбГУ

Ольга Прудковская

директор по развитию сообщества в проекте Кружкового движения НТИ «Практики будущего»

Юлия Кошурникова

программный директор «Точки кипения» в Иркутске

Дмитрий Шаменков

директор НОЦ «Информационные и социальные технологии в медицине» Первого МГМУ им. И. М. Сеченова, основатель «Школы открытого диалога», член Экспертной коллегии и ментор Фонда «Сколково»

Валентина Иванова

Д-р эконом. наук, профессор, ректор МГУТУ им. К. Г. Разумовского (ПКУ)

Раиса Малышева

Руководитель проектов, аналитик Проектного офиса НТИ «Российской венчурной компании»

Принять участие

Подписка на обновления

«Информбюро 20.35» делает почтовую рассылку самых интересных публикаций один раз в неделю. Чтобы подписаться на нее, зарегистрируйтесь или войдите через свою учетную запись на платформе leader-id.ru.