100 великих научных открытий

«Ни одна область биологии при своем рождении не была окружена такой сетью предубеждений, враждебности и кривотолков, как стволовые клетки», – считает член-корреспондент РАМН, специалист в области медицинской клеточной биологии В. Репин. Хотя термин «стволовая клетка» был введен еще в 1908 г., статус отдельной науки эта область клеточной биологии получила лишь в последнее десятилетие ХХ века.

В 1999 г. журнал Science признал открытие стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека». Один из первооткрывателей структуры ДНК, Джеймс Уотсон, комментируя открытие стволовых клеток, отметил, что устройство стволовой клетки уникально, поскольку под влиянием внешних «инструкций» она может превратиться в зародыш либо в линию специализированных соматических клеток.

В биологию понятие «стволовая клетка» ввел русский ученый Александр Максимов (1874—1928) на съезде Гематологического общества в Берлине. Максимов первым догадался, что обновление клеток крови – это особая технология, отличная от обычного клеточного деления. Если бы клетки крови самообновлялись стандартным способом, это требовало бы гигантских размеров костного мозга.

Толчком к развитию клеточной трансплантологии стали атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в конце Второй мировой войны. Ученые поняли, что человечеству требуется защита от радиации, и принялись искать эффективные средства. Первые трансплантации гемопоэтических стволовых клеток костного мозга были проведены облученным мышам, собакам и обезьянам, и эти операции оказали на животных восстановительное воздействие. Тем не менее понадобилось почти 20 лет, чтобы трансплантация костного мозга вошла в арсенал практической медицины. Только в конце 1960-х были получены убедительные данные о возможности применения трансплантации костного мозга при лечении острых лейкозов.

Следующей значительной вехой в исследовании вопроса стало открытие российскими специалистами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым стволовых клеток крови. В 1960—1970-е ученые описали и успешно культивировали фибробластоподобные клетки, получившие впоследствии название «мезенхимальные стромальные клетки». Так что именно Фриденштейну и Черткову принадлежит авторство создания учения о стволовых клетках. А в 1981 г. Мартин Эванс, Мэттью Кауфман и Гэйл Мартин впервые выделили эмбриональные стволовые клетки из эмбриобласта (внутренней клеточной массы раннего зародыша) мыши.

Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 г., когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард обосновали бессмертие эмбриональных стволовых клеток.

Итак, что же это за клетки? Это прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое важное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Обновляя и замещая клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений, они восстанавливают и регенерируют организм человека с момента его рождения.

Потенциал стволовых клеток только начинает использоваться наукой. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации, что позволит отказаться от использования донорских органов. Преимущество стволовых клеток в том, что их можно вырастить из клеток самого пациента и они не будут вызывать отторжения. Потребности медицины в таком материале просто огромны. В настоящее время только 10-20 % людей излечиваются благодаря удачной пересадке органа, остальные же погибают еще на этапе ожидания операции.

Все стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические. Эмбриональные выделяются из эмбриона на ранней стадии его развития. А соматические – это клетки взрослого организма, которые присутствуют преимущественно в костном мозге и в периферической крови (циркулирующей по сосудам вне кроветворных органов), а также в небольших количествах во всех органах и тканях.

Ко второй группе относятся клетки плацентарно-пуповинной крови, собранной сразу после рождения ребенка. Поместив эту кровь в криобанк стволовых клеток, можно использовать ее в дальнейшем для восстановления практически всех тканей и органов, а также для лечения любых заболеваний, в том числе онкологических. Однако количество стволовых клеток в пуповинной крови недостаточно велико, потому использовать их можно только однократно и лишь для самого ребенка, пока он не достиг 10-летнего возраста.

Самый же доступный источник стволовых клеток – это костный мозг человека. Концентрация «чудодейственных» клеток в нем максимальна, к тому же среди них есть как гемопоэтические (кроветворные), из которых формируются абсолютно все клетки крови, так и мезенхимальные, регенерирующие практически любые органы и ткани.