Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

В итоге большинство клеток добираются до конца пути – говорят, что они окончательно дифференцировались. Это означает, что если вы, скажем, клетка определенного типа в сердце или печени, то это ваша работа на всю жизнь. Если вы разделитесь, ваши дочерние клетки станут двумя клетками того же типа, что и вы. Горстка клеток, которые не дифференциируются окончательно, – это взрослые стволовые клетки, такие как популяции клеток, поддерживающих кожу, слизистую оболочку кишечника, или гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), ежедневно производящие сотни миллиардов свежих клеток крови. Это подводит нас к первой категории терапии стволовыми клетками: трансплантация взрослых стволовых клеток от одного индивидуума к другому или собственных клеток себе же. Хотя методы лечения стволовыми клетками часто считаются довольно футуристическими, существует один обычный метод терапии этого типа, который мы успешно применяем уже полвека. Трансплантация костного мозга, которую более правильно называть трансплантацией ГСК, поскольку ГСК часто получают не из костного мозга, а из других мест, таких как донорская кровь или пуповина, в настоящее время является рутинной (при серьезных болезнях) медицинской процедурой.

Классический сценарий – лечение рака крови, такого как лейкемия. При лейкемии организм массово перепроизводит определенные виды клеток крови, которые заполняют костный мозг и подавляют стволовые клетки. Поэтому они теряют способность производить клетки крови и пациенты чаще всего умирают от инфекций из-за отсутствия белых кровяных телец, производимых иммунной системой для защиты от инфекции. Как и при большинстве онкологических заболеваний, стандартным лечением является химио– или лучевая терапия, обе из них предпочтительно нацеливаются на быстро делящиеся раковые клетки и, как надеются, не наносят слишком большого вреда другим быстро делящимся клеткам в процессе лечения. Однако ГСК также невероятно чувствительны к этим методам лечения, и их запасы могут быть истощены настолько сильно, что вы все равно умрете, просто от катастрофической потери клеток крови, а не от рака. Решение состоит в том, чтобы дождаться окончания терапии, а затем ввести некоторый объем ГСК, чтобы возобновить производство клеток крови.

В настоящее время во всем мире было проведено более миллиона трансплантаций ГСК, и еще десятки тысяч выполняются каждый год. Это невероятно успешная процедура, которая спасла огромное количество жизней. Однако у использования взрослых стволовых клеток есть ограничения, особенно когда речь идет о лечении старения. Одна из ключевых проблем заключается в том, что этот метод можно применить только в той части тела, где существует подходящая популяция стволовых клеток. Например, стволовых клеток нет в сердце или в большинстве областей мозга, хотя ученые продолжают искать их. Даже если бы были полезные стволовые клетки мозга или сердца, большинство из нас по понятным причинам не решились бы записаться в доноры. В подавляющем большинстве случаев донорство ГСК из костного мозга требует приема лекарств в течение нескольких дней, а затем нескольких часов фильтрации крови для извлечения стволовых клеток, что не слишком обременительно. Извлечение клеток сердца или мозга, напротив, может быть довольно рискованной и инвазивной процедурой для донора.

Вторая проблема – это иммунное отторжение. Точно так же, как при трансплантации органов, иммунная система пациента-реципиента может идентифицировать новые клетки как «чужеродные» и уничтожить их, лишая пользы от лечения и вызывая чрезмерную иммунную реакцию, которая в худшем случае может привести к смерти[55]. При чуть более чем половине трансплантаций ГСК используют собственные клетки пациента, что позволяет избежать этой проблемы, и мы довольно хорошо подбираем донора к реципиенту для ГСК. Но даже приличное совпадение все равно означает, что, как и люди, проходящие трансплантацию органов, многие реципиенты сталкиваются с пожизненным применением иммуносупрессивных препаратов, которые могут иметь серьезные побочные эффекты и подвергать их риску заражения.

Прорыв, который мог бы решить эти проблемы, произошел в 2006 году, когда японскому ученому Синъе Яманаке впервые удалось повернуть вспять часы развития взрослых клеток и вернуть их в плюрипотентное состояние – то есть они могли стать любой клеткой в организме. Медики надеялись, что в конце концов мы сможем производить неограниченное количество клеток любого типа из собственных клеток пациента, чтобы не было необходимости в потенциально инвазивных процедурах донорства или даже чтобы просто существовали релевантные стволовые клетки. И, поскольку мы могли бы генерировать эти клетки у пациента, не было бы никакого риска иммунного отторжения.