Новые достижения клеточной терапии

Клеточная терапия — это метод лечения, в котором живые клетки используются для восстановления, замены или улучшения функций тканей и органов. Он подразумевает введение в организм пациента собственных или донорских стволовых клеток. Эти клетки участвуют в восстановлении поврежденных тканей, давая возможность облегчить течение или даже излечить некоторые сложные заболевания.

Стволовые клетки 一 это незрелые клетки, способные к самообновлению и дифференциации в другие виды. Именно они служат основой клеточной терапии.

Каждый человек уникален на уровне клеток. Это одновременно и усложняет задачу исследователей, и предлагает новые возможности для лечения заболеваний.

Клеточная терапия относится к новому витку развития персонализированной медицины — подходу, при котором терапия подбирается индивидуально для каждого человека, основываясь на его генетических особенностях и уникальных обстоятельствах клинического случая.

История клеточной терапии

Началом этого направления в медицине можно считать середину XX века, когда были открыты стволовые клетки и их потенциал к восстановлению тканей. Однако первые упоминания датируются XVIII веком. Стволовые клетки были обнаружены в процессе изучения процесса кроветворения. В 1908-м году российско-американский гистолог Александр Максимов обнаружил базовую клетку, которая является основоположницей всего организма. Он изложил свои открытия в докладе «Лимфоцит как общая стволовая клетка различных элементов крови в эмбриональном развитии и постфетальной жизни млекопитающих»
В 1950-х годах начали применять трансплантацию костного мозга для лечения заболеваний крови, таких как лейкоз и анемия. Это стало первым доказанным примером эффективного использования клеток в медицинских целях.
В 1960-х и 1970-х годах ученые продолжили исследования стволовых клеток, установив, что они существуют не только в костном мозге, но и в других тканях, включая кровь, жировую ткань и пуповинную кровь. В 1980-х годах активно изучали эмбриональные стволовые клетки с высокой способностью к дифференциации. Возникли серьезные дебаты относительно моральной стороны их использования.
В 1990-х и 2000-х годах произошел прорыв. Стремительное развитие получили технологии культивирования клеток и открытия индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) — зрелых клеток организма, которые можно перепрограммировать обратно в состояние стволовых. Это достижение дало возможность обойти этические ограничения, связанные с использованием эмбрионального материала.
К 2005-му году стволовые клетки показали свою эффективность в лечении широкого спектра заболеваний. Терапия с их использованием успешно применяется прежде всего в онкологии, включая различные типы лейкемии и другие гематологические нарушения. Значительный прогресс был достигнут в кардиологии и неврологии, где трансплантация стволовых клеток продемонстрировала обнадеживающие результаты. Научные центры по всему миру активно начали изучать возможности применения клеточной терапии для лечения инфаркта миокарда и сердечной недостаточности. Важным достижением стала разработка международных протоколов лечения рассеянного склероза с использованием стволовых клеток.
В 2007-м году произошло значительное открытие в области изучения стволовых клеток. Научная группа во главе с доктором Энтони Атала из Гарвардского университета обнаружила новый тип стволовых клеток в амниотической жидкости. Это открытие стало прорывом, поскольку данные клетки могли потенциально заменить эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) как в исследовательской работе, так и в терапевтическом применении.
Исследование перспектив использования стволовых клеток для лечения сложных заболеваний и регенеративной медицины остается одним из приоритетных направлений современной биологии и медицины. Сегодня ученые сосредоточены на разработке методов восстановления поврежденных тканей и органов с использованием клеток пуповинной крови и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток взрослого организма. 
Изучение возможностей генетической модификации некоторых видов стволовых клеток также представляет большой интерес. 

Последние исследования  

Tоследние исследования в клеточной терапии направлены на лечение сложных заболеваний:
● нервной системы;● эндокринной системы;● в сфере физической реабилитации.
Одним из самых актуальных направлений остаются эксперименты по использованию стволовых клеток в лечении сахарного диабета. Существующие исследования показали, что управляемая дифференциация мезенхимальных стволовых клеток в бета-клетки поджелудочной железы дает возможность значительно снизить зависимость пациентов от использования внешнего инсулина, тем самым улучшая качество их жизни и давая надежду на полное излечение.
Начиная с 2007-го года, когда индуцированные плюрипотентные стволовые клетки были впервые получены от человека, опубликовано более тысячи научных работ, демонстрирующих эффективность их использования в медицине.
Активно проводится изучение возможностей медицинского использования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Именно этот вид обладает морфологией и способностью к пролиферации, свойственной эмбриональным стволовым клеткам. В качестве основы для получения мультипотентных мезенхимальных клеток можно использовать фибробласты, клетки печени, желудка и других органов. ext element

Использование достижений клеточной терапии в медицине

Клеточная терапия уже вышла за рамки исследований и перешла в практическую медицину. Например, гемопоэтические стволовые клетки нашли применение в трансплантологии, особенно при заболеваниях крови. Они дают возможность заменить поврежденные клетки крови пациента здоровыми.
Стволовые клетки используются в разных отраслях медицины:● В кардиологии. Клетки способны дифференцироваться в ткани сердечной мышцы и кровеносных сосудов. ● Неврологическая практика показывает их способность трансформироваться в нервные клетки различных типов. ● В области гематологии стволовые клетки успешно применяются для лечения онкологических заболеваний крови и формирования новой сосудистой сети.● В ортопедии используют их способность формировать костную, хрящевую и соединительную ткани. ● В дерматологии. Стволовые клетки участвуют в восстановлении кожного покрова и его защитных функций. ● Гастроэнтерологи применяют их свойство развиваться в различные типы тканей пищеварительной системы.● В эндокринологии стволовые клетки показали обнадеживающие результаты в терапии диабета. ● Офтальмологи могут использовать их для восстановления поврежденных тканей глаза. ● В трихологии стволовые клетки применяют как эффективное средство борьбы с выпадением волос. ● В пластической хирургии используют их регенеративный потенциал для омоложения и восстановления тканей.
Еще одно важное направление использования стволовых клеток — клеточная терапия в онкологии. Здесь используются T-клетки с химерными антигенными рецепторами (CAR-T), которые перепрограммируются для борьбы с опухолями. Этот метод уже продемонстрировал высокую эффективность в лечении некоторых видов лейкозов и лимфом, позволяя достигать длительных ремиссий даже у пациентов с резистентными формами рака.
Проводятся исследования по практическому использованию клеток для регенерации поврежденных заболеваниями органов. Например, технологии культивирования кардиомиоцитов позволяют разрабатывать методы восстановления сердечной ткани после инфаркта, а бета-клетки поджелудочной железы уже стали основой для новых стратегий лечения сахарного диабета 1-го типа.
Стволовые клетки также используются в косметологии и дерматологии. С их помощью проводится лечение алопеции и косметологические процедуры, направленные на омоложение кожи.

Как разрабатываются новые методики?

Разработка новых методов использования стволовых клеток 一 это очень трудоемкий и сложный процесс, который включает несколько этапов.
1. На этапе фундаментальных исследований ученые изучают биологические механизмы роста, дифференциации и взаимодействия клеток. Исследования проводятся в лабораторных условиях и на животных моделях. В результате детально изучаются механизмы регенерации и дифференциации клеток.2. После определения подходящего типа клеток исследователи разрабатывают методы их культивирования, улучшая эффективность размножения и сохранения клеточных свойств. На этом этапе подбираются оптимальные питательные среды и факторы роста, ограничители спонтанной дифференциации клеток.3. Далее проводятся первые исследования in vivo на животных моделях. Это дает возможность проверить безопасность использования культивированных клеток, различные способы введения и дозировки, а также оценить эффективность использования.4. Если доклинические исследования завершились успехом, можно проводить клинические. В первой фазе участвует небольшая группа людей для тестирования безопасности методики и отслеживания побочных эффектов, во второй добавляются участники исследования для тестирования эффективности разных дозировок. При переходе к третьей фазе клинических испытаний вовлекаются большие выборки людей для сравнения с другими методами лечения и выявления более редких побочных эффектов.5. Успешное прохождение клинических испытаний позволяет предложить методику для одобрения регуляторными органами 一 например, FDA и EMA. На этом этапе оценивается соответствие предложенной методики лечения стандартам GMP 一 Good Manufacturing Practice.
Только после этого возможно получение одобрения на использование новой методики клеточной терапии. Такой процесс может занимать годы и огромное количество ресурсов 一 как минимум, нужны дорогостоящие специализированные лаборатории.

Успешные кейсы применения клеточной терапии

Как отмечено выше, клеточная терапия уже применяется для лечения некоторых заболеваний в онкологии, эндокринологии, офтальмологии и ортопедии, аутоиммунных заболеваний.

Подросток из Германии Янина Пех (Janina Paech), страдавшая от системной красной волчанки (СКВ), перенесла почечную недостаточность. После применения терапии CAR-T (химерные антигенные рецепторные Т-клетки), адаптированной для лечения аутоиммунных заболеваний, она вошла в стойкую ремиссию. Три года спустя Янина полностью здорова и готовится стать врачом. Этот успех дает надежду пациентам с аутоиммунными заболеваниями, которым раньше приходилось пожизненно принимать иммуносупрессивные препараты.

25-летняя женщина с диабетом 1-го типа прошла инновационную трансплантацию стволовых клеток, благодаря чему организм снова смог регулировать уровень сахара в крови без инъекций инсулина.
Процедура включала преобразование существующих клеток в персонализированные стволовые клетки, которые затем использовали для выращивания новых островковых клеток поджелудочной железы. Их пересадили в мышцы живота пациентки, что позволило восстановить естественный синтез инсулина.
Спустя год у женщины сохраняется нормальный уровень сахара в крови. Этот случай открывает новые перспективы в лечении диабета 1-го типа с использованием клеточных технологий.

Немецкий пациент, которому пересадили стволовые клетки в связи с острым миелоидным лейкозом, вероятно, стал седьмым человеком в истории, излечившимся от ВИЧ. После пересадки, проведенной в 2015 году, многократные анализы не выявили следов вируса, и в 2018 году пациент прекратил прием антиретровирусных препаратов. С тех пор он остается в ремиссии.

Эти случаи демонстрируют огромный потенциал клеточной терапии в лечении множества заболеваний, давая надежду пациентам с самыми тяжелыми диагнозами.

Что ждет клеточную терапию в будущем?

Клеточная терапия является одним из самых перспективных направлений лечения многих заболеваний, особенно с учетом развития методов персонализированной медицины. Она уже показала эффективность в лечении некоторых форм рака, дегенеративных заболеваний и повреждений тканей. Кроме того, стволовые клетки используются в косметологии для омоложения и восстановления структуры кожи 一 последующие исследования могут усовершенствовать эти методики.
Основными вызовами для исследователей сейчас являются совершенствование методов клеточной терапии для лечения болезней Паркинсона, Альцгеймера, аутизма, инсульта и спинальных травм. Дальнейшее развитие технологий восстановления сердечной мышцы после инфаркта с использованием стволовых клеток может снизить смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
Отметим, что проведение новых исследований возможностей стволовых клеток остается дорогостоящим из-за сложных процессов культивирования, хранения и транспортировки материала. Поиск новых технологий и оптимизация существующих 一 еще один вызов, с которым нужно справиться, чтобы сделать клеточную терапию более доступной.