Клеточная терапия при старении

Удаление сенесцентных клеток

Сенесцентные клетки, которые накапливаются в организме при старении, подают неправильные сигналы, ускоряющие процессы старения, и активно разрушают окружающую их ткань, вызывают хронические воспалительные процессы, стимулируют образование опухолей. Ученым из Рочестерского клинического колледжа под руководством Яна ван Дурсена удалось создать генетически модифицированную мышь, при добавлении в корм которой особого вещества все сенесцентные клетки погибают.

Регулярное очищение организма животных от сенесцентных клеток позволило замедлить начало таких возраст-зависимых патологий, как утрата жировой и мышечной ткани, развитие катаракты. Кстати, здоровая иммунная система, по-видимому, успешно справляется с этим сама, однако это свойство постепенно утрачивается при старении. В настоящее время в нескольких лабораториях мира ведется разработка методов удаления из организма человека сенесцентных клеток.

Терапия стволовыми клетками

Как мы уже знаем, стволовые клетки – это незрелые клетки, которые покоятся в ткани до тех пор, пока не возникает необходимость восстановления численности зрелых клеток определенного типа. Программа клеточного старения может быть активирована различными стресс-факторами даже в стволовых клетках. Поэтому убыль количества функциональных стволовых клеток, утрата их способности к делению является одной из причин возраст-зависимого нарушения регенерационной способности организма.

Одним из способов решения данной проблемы может быть искусственное введение в организм взрослого человека дополнительного количества стволовых клеток. Данные клетки должны быть получены из организма самого пациента, в противном случае нельзя будет избежать их отторжения, так как они будут чужеродными.

Небольшое их количество можно получать, например, из пуповинной крови младенца, после чего замораживать ее в жидком азоте, хранить до необходимого момента и прививать этому же человеку в зрелом возрасте. Эта процедура требует создания специализированных банко в пуповинной крови, и подобные учреждения уже появляются на рынке – например, Гемабанк Института стволовых клеток человека.

Стволовыми клетками из пуповинной крови лечат некоторые формы рака крови. К сожалению, количество получаемых таким образом стволовых клеток недостаточно для лечения возраст-зависимых патологий, а образцы за время хранения часто подвергаются повреждению и бактериальному заражению.

Еще одним потенциальным источником клеток для регенерации поврежденных и стареющих тканей являются мезенхимальные стволовые клетки. Они сосредоточены в красном костном мозге и жировой ткани. Сначала делается пункция ткани, а затем отделение стволовых клеток и их размножение вне организма, после чего возможна их модификация или целенаправленное введение в ту часть организма, которая требует регенерации.

Клинические испытания показали, что введение донорских стволовых клеток в поврежденные участки мозга улучшает состояние пациентов, перенесших инсульт. Введение мезенхимальных стволовых клеток помогает лечить ишемическую болезнь сердца и повышает выживаемость пациентов с инфарктом миокарда.

Очень перспективной является комбинация клеточной терапии с геропротекторами. Оказалось, что даже кратковременная предобработка сердечных стволовых клеток препаратами рапамицином и ресвератролом перед введением старым мышам, перенесшим инфаркт, повышает их активность и скорость регенерации.

Одним из наиболее современных подходов является перепрограммирование собственных зрелых клеток в подобие эмбриональных стволовых клеток. При этом образуются так называемые индуцированные плюрипотентные клетки (iPS). Полезным свойством этих клеток является их способность при созревании превращаться в любые типы соматических клеток. Данное открытие имеет некоторую предысторию.

Перенос ядра эмбриональной стволовой клетки во взрослую клетку или искусственное слияние этих двух типов клеток приводят к возникновению у зрелых клеток свойств, присущих стволовым незрелым клеткам. На этом основании было выдвинуто предположение о наличии регуляторных белков, обусловливающих свойства стволовой клетки.

В 2006 году профессором Синъей Яманакой было показано, что генная терапия с помощью ретровируса с введением четырех определенных генов во взрослые дифференцированные клетки переводит их в состояние плюрипотентных стволовых клеток. За это открытие Яманака был удостоен Нобелевской премии. Впоследствии аналогичного эффекта удалось достичь введением всего двух из этих факторов. Наконец появились данные, свидетельствующие о том, что опасную ретровирусную модификацию клеток можно будет заменить химической стимуляцией нужных генов, но это дело будущего.

Перепрограммирование открывает широкие возможности: неограниченного воспроизводства и увеличения количества стволовых клеток, преобразования одних типов дифференцированных клеток в другие, что сделает возможным регенерацию определенных тканей и целых органов человека. В настоящее время проходит активное тестирование применения iPS для регенерации. Уже есть успешные разработки по воссозданию эритроцитов, клеток кожи, мышц, хряща и костной ткани.

Использование стволовых клеток и iPS имеет несколько подводных камней. Некоторые виды рака, по-видимому, возникают из раковых стволовых клеток. Поэтому манипуляции со стволовыми клетками вне организма и последующее их введение может спровоцировать опухоли, так называемые тератомы. Кроме того, стволовые клетки, чтобы пойти по пути созревания и регенерации ткани, должны получать адекватные необходимые стимулы от своего окружения, такие как гормоны, факторы роста, цитокины, межклеточные контакты.

Введение даже новых стволовых клеток в старый организм приводит лишь к кратковременной пользе, так как системные изменения и старение стволовых ниш приводят к неправильному созреванию потомков стволовых клеток. Установлено, что индуцированный нейрогенез в тканях мозга, например в гиппокампе, способствует забыванию имеющихся знаний. Не придется ли для омоложения мозга пожертвовать накопленным жизненным опытом?

Большой проблемой является также высокая концентрация в области регенеративной медицины мошенников от науки и недобросовестных предпринимателей. Для применения клеточной терапии требуется международная сертификация лаборатории и используемого препарата, данные завершенных клинических испытаний.

Одним из надежных способов удостовериться в качестве предлагаемого метода лечения служит наличие у ведущих специалистов лаборатории свежих публикаций в рецензируемых научных журналах. Отсутствие таких публикаций для потенциального пациента должно послужить серьезным предостережением.

Клеточная терапия будущего видится в сочетании различных методов:

• 1) стимуляции внутреннего обновления клеток организма (ограничительной диетой, геропротекторами и пищевыми добавками);
• 2) омолаживающей генной терапии ключевых нейроэндокринных органов (прежде всего, гипоталамуса);
• 3) индуцированной гибели старых клеток;
• 4) введения собственных модифицированных мезенхимальных стволовых клеток и iPS, предобработанных геропротекторами;
• 5) искусственного воссоздания и имплантации в организм стволовых ниш;
• 6) замены дефектных участков органов;
• 7) пересадки новых органов, выращенных с использованием терапевтического клонирования.