Стволовые клетки – новая эра медицинских исследований

Новые комбинированные методы с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) в перспективе могут применяться для лечения и даже предотвращения рака, болезни Паркинсона и сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому для многих пациентов клеточная терапия в медицинских исследованиях – может стать лучом надежды.

Революция в чашке Петри: индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

Стволовые клетки универсальны для всего организма. Из них образуются все виды тканей, что делает их особенно ценными. Несколько лет назад перепрограммирование клеток взрослого человека японским исследователем и лауреатом Нобелевской премии Синъя Яманака стало настоящей революцией в мире исследований. До этого момента назначение клетки в организме считалось неизменным, так как несмотря на то, что в каждой клетке содержится весь геном, клетки кожи или нервные клетки, к примеру, больше не могут им воспользоваться в полной мере.

Сегодня благодаря биологическим методам появилась возможность перепрограммировать стволовые клетки взрослого человека в состояние плюрипотентных стволовых клеток (см. инфографику). Эти так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) теоретически могут дифференцироваться в любой тип клеток и, следовательно, в любой тип ткани.

Маленькая клетка, большой эффект: как ИПСК помогают в исследованиях

Работа с ИПСК и клетками, полученными в результате их дифференцировки, открывает исследователям широкие возможности: они могут искусственно восстанавливать целые органы из их различных компонентов, и даже могут помочь имитировать различные заболевания. ИПСК используются для создания клеток различных органов — нервных клеток, кардиомиоцитов или гепатоцитов — с классическими признаками заболевания. Таким образом, в чашке Петри можно смоделировать разные заболевания, от болезни Паркинсона до сердечно-сосудистых и даже онкологических заболеваний.

С помощью ИПСК можно воссоздать специфическое поражение, происходящее на уровне генов. Можно создавать модели заболеваний, возникающих вследствие определенных генетических повреждений. Поиск в пораженных клетках определенных веществ позволяет изучить новые подходы к лечению и эффекты потенциальных активных веществ.

Еще один возможный вариант использования: в кардиомиоцитах, созданных из индуцированных стволовых клеток, уже на ранней стадии можно получить информацию о возможных побочных эффектах активных веществ, которые могут представлять опасность для функции сердца у пациента.

Универсальное использование: ИПСК полезны в фармацевтических исследованиях и в регенеративной медицине

Помимо исследований лекарственных средств, также очень перспективно использование стволовых клеток в области регенеративной медицины. Например, ИПСК могут дифференцироваться в клетки, которые у пациента поражены – например, дофаминергические нейроны при болезни Паркинсона. Эти клетки можно трансплантировать пациенту, и они помогут задержать прогрессирование заболевания или даже привести к излечению. Кроме того, определенные генетические модификации могут использоваться для минимизации или полного предотвращения реакций отторжения у пациента.

И это только начало: стволовые клетки открывают новую эру медицинских исследований

Пока мы лишь составляем начальное представление о потенциале клеточной терапии. В будущем станут доступны еще более эффективные и персонализированные варианты лечения, особенно в сочетании с другими революционными медицинскими технологиями.

Например, благодаря интеграции современных процедур в клеточной биологии и редактировании генома можно создать целое новое поколение клеточной терапии.

Клеточная терапия также стимулирует профилактику онкологических заболеваний с помощью вакцин. Среди недавно предложенных методов — инъекционное введение ИПСК, генетически соответствующих реципиенту, которые не могут воспроизводиться. Это означает, что иммунная система может быть подготовлена для выявления широкого спектра онкологических заболеваний самых разных локализаций и, в конечном итоге, сможет бороться с раком на ранней стадии.

Все это свидетельствует о потенциале клеточной терапии для лечения самых разных заболеваний и является подтверждением того, что стволовые клетки — важный элемент новой эры медицинских исследований.