ЗДОРОВ'Я. Стовбурові клітини: медичні і етичні проблеми

Плюрипотентні ембріональні стовбурові клітини походять з маси клітин усередені бластоцисти. Стовбурові клітини можуть дати початок будь-якій тканині тіла, крім плаценти. Тільки клітини морули є тотипотентними; вони можуть дати початок усім тканинам тіла, у тому числі і плаценті.

Стовбурові клітини

 Стовбурові клітини, також відомі як штамові клітини — це первинні клітини, що зустрічаються в усіх багатоклітинних організмах. Ці клітини можуть самовідновлюватися шляхом поділу клітини, а також можуть дифференціюватися в досить велику кількість спеціалізованих типів клітин. Дослідження стовбурових клітин людини розпочалося з відкриття канадських учених Ернеста Мак Кулоха (Ernest A. McCulloch) та Джеймса Тілла (James E. Till) у 1960.
Існують дві досить широкі категорії стовбурових клітин ссавців: ембріональні стовбурові клітини, що походять безпосередньо від бластоцисти, та стовбурові клітини дорослого організму, що знаходяться у зрілих тканинах. У ембріонах, що розвиваються, стовбурові клітини можуть дифференціюватися в усі спеціалізовані ембріональні тканини. Стовбурові клітини дорослого організму діють як репараційна система для тіла, підтримуючи потрібну кількість спеціалізованих клітин.
Так як стовбурові клітини можна вирощувати та програмувати на спеціалізацію (наприклад, отримати м'язи чи нервову тканину) завдяки методу клітинних культур, їх стали вживати для лікування хворих (це так звана Клітинна терапія). Кістковий мозок може бути одним із джерел стовбурових клітин.

Властивості стовбурових клітин

Особливість стовбурових клітин полягає у тому, що вони мають такі основні властивості:
Самовідновлення — здатність проходити величезну кількість клітинних циклів клітинного поділу і залишатися недифференційованими.
Безмежні можливості — можливість диффренціюватися у будь-який клітинний тип. Це робить стовбурові клітини тотипотентними чи плюрипотентними, хоча деякі мультипотентні чи навіть уніпотентні попередники деяких клітинних ліній теж часом називають стовбуровими клітинами.
Ці якості можна підтвердити in vitro за допомогою такого методу, як аналіз клонів, де аналізуються нащадки однієї клітини. Проте, in vitro умови клітинної культури можуть змінювати поведінку клітин, тому з таких експериментів до кінця не відомо, чи будуть стовбурові клітини поводити себе таким самим чином в умовах in vivo. Навіть часом мають місце дебати, чи можна вважати дійсно стовбуровими клітинами деякі запропоновані популяції дорослих клітин?

Визначення потенціалу стовбурових клітин

Плюрипотентні ембріональні стовбурові клітини походять з маси клітин усередені бластоцисти. Стовбурові клітини можуть дати початок будь-якій тканині тіла, крім плаценти. Тільки клітини морули є тотипотентними; вони можуть дати початок усім тканинам тіла, у тому числі і плаценті.
Потенціал стовбурових клітин — це можливість їхнього перетворення на дифференційовані типи клітин.
Тотипотентні стовбурові клітини отримують унаслідок злиття сперматозоїду з яйцеклітиною. Клітини, що утворюються внаслідок декількох перших поділів заплідненої яйцеклітини теж тотипотентні. Ці клітини можуть перетворитися на ембріональні та екстраембріональні (поза-ембріональні) типи клітин.
Плюрипотентні стовбурові клітини походять від тотипотентних клітин і можуть утворити клітини трьох зародкових шарів.
Мультипотентні стовбурові клітини можуть утворювати лише близькі типи клітин (наприклад, гематопоетичні стовбурові клітини утворюють червоні кров'яні тільця, білі кров'яні тільця, тромбоцити, тощо).
Уніпотентні стовбурові клітини можуть перетворитися лише на один тип клітин, але мають здатність до самовідтворення, що відрізняє їх від «не стовбурових» клітин.

Ембріональні стовбурові клітини

Ембріональні стовбурові клітинні лінії (ЕС клітинні лінії) — це культури клітин, що походять від тканин епібласту (внутрішньої клітинної маси бластоцисти). Бластоциста — це ранній ембріон (приблизно 4 — 5 день ембріону людини); містить від 50 до 150 клітин. ЕС клітини є плюрипотентними, вони дають початок усім трьом шарам ембріону: ектодермі, ендодермі та мезодермі. Іншими словами, вони можуть перетворитися на усі типи клітин дорослого організму (тобто більше 200 типів клітин) під дією необхідних стимулів. ЕС клітини не можуть утворити екстра-ембріональні (позаембріональні) оболонки чи плаценту.
Без стимулів до дифференціації ЕС клітини будуть продовжувати поділ in vitro; кожна дочірня клітина зостанеться плюрипотентною. Плюрипотенція ЕС клітин була перевірена як in vitro, так і in vivo. Тобто, ці клітини дійсно можна назвати стовбуровими клітинами.
Завдяки своїм здібностям до безмежного розвитку і плюрипотентності ембріональні стовбурові клітини є потенційним матеріалом для регенеративної медицини і заміщення тканин після поранень чи хвороб. Сьогодні немає жодної достовірної інформації щодо медичного використання ембріональних стовбурових клітин. Це не дивно, зважаючи на те, що багато країн увели мораторій як на дослідження ЕС клітин, так і на одержання нових ліній ЕС клітин.

Стовбурові клітини дорослого організму

Поділ та дифференціація стовбурових клітин. A — стовбурові клітини; B — клітина-попередник; C — дифференційована клітина; 1 — симетричний поділ стовбурових клітин; 2 — асиметричний поділ стовбурових клітин; 3 — поділ клітини-попередника; 4 — кінцева (термінальна) дифференціація
Стовбурові клітини дорослого організму — це недифференційовані клітини, що розповсюджені по всьому тілу. Вони розмножуються і заміщують клітини, що померли, та відновлюють пошкоджені тканини тіла. Ці клітини відносяться до соматичних (від грецького слова Σωματικóς, тобто тіло) стовбурових клітин; вони знаходяться у тілах як дітей, так і дорослих.
Основні дослідження стовбурових клітин дорослого організму пов'язані з визначенням їхньої здібності до необмеженого самовідтворення та їхнього потенціалу дифференціюватися. Багато клітинних ліній, що звуться стовбуровими клітинами дорослого організму, краще було б визначити як клітини-попередники, бо вони мають обмежені здібності до дифференціювання.
Але все ж таки деякі мультипотентні чи навіть уніпотентні клітини-попередники у дорослому організмі можуть мати велике значення у регенеративній медицині. Уживання стовбурових клітин дорослого організму у дослідженнях та в медицині не викликає такі етичні питання, як уживання ембріональних стовбурових клітин. Одержання стовбурових клітин дорослого організму не пов'язане зі знищенням ембріону. На відміну від досліджень ембріональних стовбурових клітин, на дослідження стовбурових клітин дорослого організму виділяються значні кошти. Стовбурові клітини дорослого організму виділяють з тканин дорослих. Такі дослідження здебільшого проводилися із клітинами людини та модельних тварин — миші й пацюка.

Поділ стовбурових клітин

Для того, щоб самовідтворюватися і перетворюватися в інші типи клітин, стовбурові клітини розмножуються двома різними шляхами. Симетричний поділ, коли обидві дочірні клітини стовбурові, і асиметричний поділ, коли одна дочірня клітина стовбурова, а інша — клітина-попередник для інших типів клітин. Клітина-попередник має менше можливостей для самовідтворення, ніж стовбурова клітина. Клітина-попередник проходить декілька етапів поділу клітини перед тим, як остаточно диференціюватися у зрілу клітину. Цілком імовірно, що різниця на молекулярному рівні між симетричним та асиметричним поділом полягає у розподілі між дочірніми клітинами білкового рецептору, що знаходиться на цитоплазматичній мембрані. Проте цей механізм ще не достатньо досліджений.
Інша теорія полягає в тому, що стовбурові клітини залишаються недиференційованими завдяки зовнішнім сигналам у їхній особливій ніші. Коли стовбурові клітини залишають цю нішу або більше не отримують відповідного сигналу, вони починають диференціюватися. Роботи на дрозофілі довели, що існує спеціальний сигнал dpp, який стримує стовбурові клітини дрозофіли від диференціювання.
Також були вивчені сигнали, що стимулюють перепрограмування клітин до ембріонального виду. Ці сигнальні шляхи об'єднують декілька транскрипційних факторів, у тому числі й білок-онкоген c-Myc. Початкові дослідження показують, що трансформація мишачих клітин у поєднанні із сигналами, що стримують диференціацію, може повернути процес диференціації у зворотній бік і примусити зрілі клітини перетворитися знову на плюрипотентні. Але необхідність трансформувати ці клітини за допомогою білка-онкогену може стримати уживання цього методу у терапевтичних цілях.

Використання у медицині

Дослідники у галузі медицини впевнені, що стовбурові клітини мають потенціал змінити зовнішній вигляд людських хвороб. Існує величезна кількість лікувальних методів, що опираються на стовбурові клітини. Проте більшість з них використовується досить рідко, бо це здебільшого експериментальні методи, до того ж вони не завжди ефективні. Медики-дослідники уважають, що стовбурові клітини можна використовувати для лікування онкозахворювань, хвороби Паркінсона, пошкоджень спинного мозку, м'язів, тощо. Тим часом досі ще не визначеною є суспільна та наукова позиція щодо етичного аспекту вживання стовбурових клітин у медицині.
Проте стовбурові клітини вже досить успішно використовуються у наукових дослідженнях, і далеко не всі вчені розділяють думку, що єдиною метою цих досліджень є клітинна терапія. Вони вважають, що дослідження стовбурових клітин є досить цінним і саме по собі.
Сьогодні в Україні дозволено проведення клінічних випробувань (Наказ МОЗ України № 630 «Про проведення клінічних випробувань стовбурових клітин», 2008 р.) з лікування наступних патологій із застосуванням стовбурових клітин: панкреонекроз, цироз печінки, гепатити, опікова хвороба, цукровий діабет II типу, розсіяний склероз, критична ішемія нижніх кінцівок. Першим, хто отримав право на проведення клінічних випробувань в галузі застосування стовбурових клітин в Україні, став Інститут клітинної терапії. За допомогою стовбурових клітин пуповинної крові вже успішно проведено лікування десятків пацієнтів з цими захворюваннями.

Етичні проблеми

Етичні проблеми, пов'язані з стовбурових клітин, відрізняються рядом особливостей. У звичайній клінічній практиці етичні колізії виникають і вирішуються, як правило, між двома учасниками - пацієнтом і лікарем. У випадку ж застосування стовбурових клітин до цього додається третя сторона - донор стовбурових клітин. Проблема отримання стовбурових клітин, їх культивування і трансплантація становлять самостійний пул складних етичних проблем.

Більшість відомих шляхів отримання стовбурових клітин супроводжується деструктивними діями: руйнацією заплідненої яйцеклітини або ембріона на ранній стадії розвитку, штучним перериванням вагітності і т.д. Гострота ситуації пов'язана з тим, що в більшості країн, особливо католицького світу, такі втручання прирівнюються до акту вбивства, до антигуманних дій і тому категорично заперечується їх допустимість. Ембріони будь-якій стадії розвитку розглядаються в цих країнах, як, втім, і в країнах з іншої релігійної орієнтацією, як потенційне людська істота. Більш того, такої ж думки дотримуються і міжнародні документи, які стосуються прав людини: «Загальна декларація прав людини» (1948), «Міжнародна конвенція громадянських і політичних прав» (1966). «Кожна людина має право на повагу свого життя. Це право має бути захищене законом протягом усього життя від моменту зародження »(п.4« Американської конвенції з прав людини », 1969). «Європейська конвенція захисту прав і достоїнств людини у зв'язку з досягненнями біології та медицини (1997, ст. 8)« забороняє створення ембріонів в дослідницьких цілях ». 
Тим часом значення і ціна проблеми стовбурових клітин надзвичайно великі. Щорічно мільйони людей страждають і вмирають від дегенеративних інкура-бельной захворювань головного мозку, серця, печінки, нирок, підшлункової залози і ін
Жан Бернар Q. Bernard), перший президент Державного консультативного комітету з етики (Comite Consultatif National d'Ethique) у Франції, реконструював історію розвитку біомедицини і відкриттів у цій галузі, починаючи з 1930 р. і до сьогоднішнього дня. Він говорить про двох революціях революції терапевтичної і революції біологічної. Після тисячоліть безсилля перша революція, відкривши сульфаміди (1937) і пеніцилін (1946), наділила людство «владою перемагати хвороби, довгий час колишні смертельними, такі як туберкульоз, сифіліс, серйозні зараження крові, запалення ендокринних залоз, біохімічні розлади, що лежать в основі душевних захворювань ».
Друга революція відбулася зовсім недавно: вона почалася з відкриття генетичного коду і створення так званої «геномної медицини». Після успіху Яна Вилмута, клонувати в 1997 р. жива істота - вівцю Доллі, та робіт Томпсона (1998), який довів можливість отримання стовбурових клітин з бластоцист з наступним культивуванням плюрипотентних клітинних ліній, у людства нарешті з'явилася реальна надія на можливість лікування дегенеративних захворювань або, як мінімум, зменшення страждань пацієнтів шляхом трансплантації стовбурових клітин В даний час відомий цілий ряд джерел отримання стовбурових клітин, серед них велика увага приділяється так званим «зайвим» бластоцистам, або з тих чи інших причин невикористаним бластоцистам, у приготовленим спочатку для цілей екстракорпорального запліднення (ЕКЗ). При використанні таких бластоцист висувається ряд обов'язкових міжнародних етичних правил. В принципі, вони нескладні і цілком прийнятні. Перш за все, необхідно вільне інформовану згоду подружжя або тільки матері на використання зайвого бластоциста. Потрібна також офіційне схвалення і затвердження дослідного протоколу національним чи відомчим етичним комітетом чи адміністративним органом. Особливо підкреслюється необхідність повністю виключити продаж чи купівлю зародка, що насправді дуже важливо, щоб уникнути експлуатації жінки, приниження її гідності, обману шляхом псевдодіагностікі і т.п. Потрібна також зберігати анонімність донорів стовбурових клітин. Дані про генетичні батьків стовбурових клітин не повинні знати ні донор, ні реципієнт. Важливим є доступність результатів дослідження, відкрита і повна публікація отриманих даних. Відповідно до міжнародних норм та наказом МОЗ РФ № 301 від 28.12.1993 р., зайві бластоцисти повинні зберігатися деякий час в замороженому вигляді, але потім неодмінно знищуватися. У шести країнах прийняті закони, що дозволяють використання «зайвих» ембріонів в дослідницьких цілях. До них належать США (2001), Великобританія (2001), Фінляндія (1993), Греція (2002), Голландія (2002) і Швеція (1991). У 5 країнах повністю заборонено використання бластоцист - в Австрії (1992), Данії (1992), Франції (1994), Ірландії (1983), Іспанії (1988). У більшості інших європейських країн, зокрема в Італії, Португалії, а також у Росії, з цього питання немає законодавств. У Німеччині дозволено ввезення ембріональних стовбурових клітин.
Особливе значення як в науковому, так і в практичному плані відводиться стовбурових клітин, отриманих за класичною методикою Я. Вилмута: перенесення ядра соматичної клітини одного індивідуума в позбавлений ядра ооцит, з наступним вирощуємо зиготи в штучному середовищі до стадії бластоцисти, яка містить стовбурові клітини.
Описана методика практично позбавлена будь-яких серйозних етичних обмежень, крім небезпеки таємного застосування отриманих бластоцист для клонування цілого істоти, що заборонено в усіх країнах світу і віднесено до категорії тяжких злочинів. Вона може розглядатися в якості ідеальної моделі для вивчення механізму репрограммирования геному соматичної клітини в цитоплазмі ооцита. У кінцевому рахунку, репрограммирование соматичних клітин виявиться ідеальним рішенням всієї проблеми отримання аутологічних поліпотентних клітин і стане реальним шляхом лікування дегенеративних захворювань армії безнадійних хворих. Це, безсумнівно, буде найбільшим науковим подією XXI століття - століття генетики. Обговорюючи інші джерела стовбурових клітин та етичні проблеми їх отримання, слід звернути увагу на наступні моменти. При використанні плодів, особливо при пізніх абортах, для отримання ембріональних стовбурових клітин або прогеніторних слід заручитися поінформованим згодою жінки на використання абортивного матеріалу, отримати схвалення комітету з біоетики програми наукового чи клінічного дослідження. Етичними правилами особливо підкреслюється необхідність не допускати комерціалізації таких досліджень. Це необхідно, насамперед, для того, щоб уникнути психологічного тиску на матір (за допомогою грошового підкупу чи шляхом удаваної оцінки стану її плоду) при отриманні її згоди на переривання вагітності.
Отримання стовбурових клітин з таких джерел, як пуповинна кров, шкіра чи кістковий мозок, не потребують будь-яких особливих етичних обмежень.
Європейський Союз у 2003 р. визначив 5 етичних принципів, яким необхідно слідувати при випробуванні стовбурових клітин в клініці
1) принцип поваги гідності людини;
2) принцип індивідуальної автономії (інформовану згоду, повагу до приватного життя, конфіденційність персональних даних);
3) принцип справедливості і користі (зокрема поліпшення та захист здоров'я);
4) принцип свободи досліджень (у згоді з іншими фундаментальними принципами);
5) принцип пропорційності (маючи на увазі необхідність застосування мінімального набору методів дослідження, необхідних для досягнення мети).

Крім того, виділено чіткі три правила, обов'язкове дотримання яких необхідно в клінічних дослідженнях:
1 - вільне інформовану згоду пацієнта;
2 - об'єктивна оцінка співвідношення ризик / користь;
3 - захист здоров'я пацієнта, залученого в клінічні дослідження. На закінчення слід зазначити наступне:

1. Мабуть, слід удосконалити законодавчу базу, зокрема, що стосується використання «зайвих» бластоцист при ЕКЗ. Необхідно також вирішити досліди по терапевтичному клонуванню, головним чином для вивчення механізму репрограммирования геному соматичної клітини під впливом чинників цитоплазми ооцита.
2. Особливу тривогу викликає комерціалізація клітинної терапії, яка, як це неважко зрозуміти, штовхає деяких дослідників на необгрунтовані операції, до створення дорогих клітинних препаратів з грубим порушенням загальноприйнятих етичних норм. Етичний комітет РАМН, до складу якого видатних учених країни, готовий регулярно і уважно розглядати проекти кожного дослідження, присвяченого стовбурових клітин, залучаючи, якщо буде необхідно, до рецензування незалежних фахівців інших відомств і навіть країн з подальшою передачею відповідних документів до комісії при Мінздоровсоцрозвитку РФ для остаточного рішення .

  Ю.М. Лопухін, С. А. Гусєв

 http://www.bestreferat.ru/referat-121.html

 http://uk.wikipedia.org/wiki/