Юрий Захаров - Лечение сахарного диабета стволовыми клетками. Серия - Доказательная медицина

http://advances.sciencemag.org/content/5/1/eaau7201

К моменту рождения каждый организм имеет стандартный набор стволовых клеток в органах, которые используются для незаметного повсеместного физиологического обновления клеток. Все клетки – временные жильцы взрослого организма.

Каждую минуту в нашем теле умирает 300 млн клеток, за сутки – около 7×1010 клеток. За 70 лет жизни клеточный состав наших органов меняется многократно.

Ученые подсчитали, сколько в организме гемопоэтических стволовых клеток – родоначальников клеток крови и иммунной системы (что важно при сахарном диабете). Размер популяции стволовых клеток неуклонно растет в раннем возрасте, достигая стабильного плато в подростковом возрасте. Исследователи изучали количественные показатели у 59-летнего мужчины: «Мы оцениваем количество гемопоэтических стволовых клеток, которые в каждый момент времени делают клетки лейкоцитов в пределах 50 000 – 200 000. Мы наблюдали клоны взрослых гемопоэтических стволовых клеток, которые генерируют многолучевые выходы, включая гранулоциты и В-лимфоциты»:

https://www.nature.com/articles/s41586‑018‑0497‑0?

fbclid=IwAR2xOysyz_W4_NgxqXi0gqTOLpd9uixER-

T9s_llvHBrq7EMvCaNDFK56vA

Стволовая клетка работает как серийный множитель дискеток-программ многоцелевого назначения. Стволовые клетки не только размножаются «плотью», но и серийно плодят soft-программы для одновременной направленной дифференцировки разных линий кроветворных клеток. Подобно ферментам в мире химии, стволовые клетки работают как катализаторы «чертежей и проектов» для масштабной наработки новых разных клеток. Стволовые клетки – это прорабы перестройки. Новые клетки приходят и уходят, чтобы территории органов и тканей оставались неприкосновенными.

В эволюции природа избавила геном человека от программ самолечения больных клеток. Естественная конкуренция между старыми и новыми поколениями клеток создает главный механизм защиты от болезни. Стволовые клетки в здоровом организме контролируют режим своевременного самообновления клеток. В экстремальных ситуациях стволовые клетки мобилизуют регенерационные ресурсы в режиме ЧП для экстренного восстановления целостности ткани.

Регуляция секреторной активности пересаженных клеток является главной проблемой при любой попытке использовать клетки-предшественники в заместительной терапии β-клетками. Клетки, вырабатывающие инсулин, но выделяющие его на одном уровне, не подходят для трансплантации, поскольку нерегулируемая секреция инсулина является фактором риска и не имеет преимуществ по сравнению с обычной инсулинотерапией. В связи с этим при дифференцировке клеток-предшественников в инсулин-продуцирующие клетки (ИПК) должен индуцироваться регуляторный секреторный путь, обеспечивая тем самым накопление инсулина и его быстрое выделение в ответ на ряд физиологических сигналов.

Для достижения этого в клетках необходимо активизировать сложную систему экспрессии генов, очень напоминающую таковую у нормальных β-клеток. Идентификация ключевых факторов транскрипции, определяющих эмбриональное развитие островков, может позволить манипулировать дифференцировкой эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) путем обработки растворимыми факторами для повышения количества клеток-предшественников, подверженных дифференцировке с образованием физиологически регулируемых ИПК.

Последние достижения биологии СК дают возможность применения трансплантационной терапии больным СД 1-го типа с помощью метода генерирования функциональных панкреатических β-клеток. Некоторые ткани являются источником клеток-предшественников или СК, которые в случае успешного выделения и размножения в условиях in vitro, а затем дифференцировки для приобретения фенотипа β-клеток, могут быть потенциальным источником ткани для трансплантации.

Одним из основных источников зрелых СК, способных к дифференцировке с образованием β-клеток, является поджелудочная железа (ПЖ). Экспериментальными исследованиями было показано, что эпителий протоков ПЖ служит источником клеток, способных к неогенезу островков у взрослых животных при их повреждении, а также может являться источником нормального обновления островков в течение всей жизни. В исследованиях на культуре тканей показана способность клеток протоков человека и мышей к дифференцировке с образованием ИПК.

Известно, что костный мозг содержит не менее двух типов СК с плюрипотентными свойствами: кроветворные СК и стромальные или мезенхимальные, а пересадка костного мозга, как у мышей, так и у человека, приводит к дифференцировке трансплантированных клеток с образованием различных экто-, мезо- и эндодермальных тканей. В то же время показано, что эти результаты в некоторых случаях вызваны слиянием клеток. Многочисленные детальные исследования свидетельствуют о высоком дифференцировочном потенциале СК костного мозга. Предполагают, что СК костного мозга могут служить обновляемым источником инсулин-положительных клеток.