Цели применения клеточных препаратов в клеточной терапии

Цели применения клеточных препаратов в клеточной терапии:

– реконструкция (ремоделирование) или улучшение функциониро­вания ткани — применение кле­ток-предшественников для улучшения кровоснабжения ишемических очагов в сердце, трансплантация донорских тканей при заболеваниях печени или нервной системы;
– замещение утраченных или пораженных патологи­ческим процессом тканей — переливание компонентов крови, трансплантация костного мозга, применение культивированных фибробластов и клеток кожи для закрытия раневых поверхностей);
– привнесение новой функции — клеточная терапия наследственных заболеваний.

Клеточные препараты также отличаются по типу со­ставляющих их клеток. Они могут быть:

– получены непос­редственно от донора,
– приготовлены из сущес­твующих клеточных линий.

Преимуществом детально описанных клеточных линий является то, что их использование позволяет производить стандар­тизованные препараты, применение которых дает вос­производимые результаты. С другой стороны, эти клет­ки зачастую теряют характеристики соответствующих тканей при исскуственном продлении жизни в пробирке (иммортализации); более того, при длительном их выращивании высока веро­ятность накопления генетических мутаций, увеличива­ющих риск онкогенных и тератогенных осложнений.

Получаемые от донора клетки различаются по степе­ни их дифференцировки и способности к делению. Лишь одна клетка — оплодотворенная яйцеклетка — может называться тотипотентной — из нее могут развиться все виды тканей (нервная, соединительная, эпителиальная).

В течение первой недели эмбрионального развития из оплодотворенной яйцеклетки формируется бластоциста, имеющая на одном из своих полюсов так на­зываемую внутреннюю клеточную массу, содержащую эмбриональные стволовые клетки. Эти клетки плюрипотентны — они способны превращаться в тка­ни всех трех зародышевых листков.

Эти зародышевые листки, формирующиеся на второй — третьей неделе эмбрионального развития, содержат мультипотентные стволовые клетки, которые могут дифференцировать­ся в различные ткани в пределах одного зародышевого листка (из внешнего листка может развиться нервная ткань, кожа и пигментные клетки). Их мультипотентность, т. е. количество форми­рующихся из этих клеток тканей, может различаться. Наконец, клетки, способные дифференцироваться лишь в одном направлении, например скелетные миобласты или ангиобласты, называются нуллипотентными или клетками-предшественниками.

Несмотря на то, что эмбриональные стволовые клетки наиболее примитивны и могут дифференцироваться в любой тип клеток, их клиническое применение пока невозможно в силу недостаточной изученности их био­логии. Наиболее часто применяемые в клинике кровет­ворные (гемопоэтические) стволовые клетки на самом деле являются разносторонней популяцией, которая поми­мо мультипотентных стволовых клеток включает более дифференцированные клетки, являющиеся предшест­венниками различных ростков кроветворения и эндотелиальных клеток.

Стволовые клетки пуповинной крови также представляют собой смесь стволовыех кроветворных клеток, эндотелиальных клеток-предшественников и стромальных клеток. Они отличаются от аналогичных клеток взрослых повышенной способностью к делению и меньшим раздражающим действие на иммунитет (иммуногенностью).

Мезенхимальные стволо­вые клетки, которые могут быть выделены из костного мозга, жировой ткани или плаценты, способны диффе­ренцироваться во все ткани, которые в процессе эмбрио­нального развития возникают из среднего зародышевого листка (мезодермы), а именно в:

– костную,
– хрящевую,
– мышечную,
– жи­ровую ткань и т. д.

Мультипотентные стволовые клетки обладают высоким пролиферативным потенциалом — они могут многократно делиться, замещая поврежден­ную ткань. Однако если задачей применения клеточного препарата является коррекция определенного функци­онального дефекта, то клеточный препарат должен со­стоять из частично или полностью дифференцированых клеток, обладающих необходимыми функциональными свойствами. В этом случае применяется изоляция клеток-предшественников (например, миобластов), час­тичная направленная дифференцировка стволовых кле­ток или выделение зрелых клеток (фирробласты до­норской печени).

Клегки, фетальных тканей, полученных из плода, в сроке от 8 до 20 недели, обладают как определенным функциональным потенциалом, так и повышенной способностью к делению.

Отдельно следует отметить клеточную терапию с ис­пользованием препаратов, которые либо содержат им­мунные клетки-эффекторы (Т-лимфоциты, клетки-киллеры), либо имеют в своем составе антигенпрезентирующие клетки, активно взаимодействующие с иммунной систе­мой пациента. Применение таких клеточных препаратов является важнейшим компонентом иммунотерапии — терапевтического подхода, использующего потенциал иммунной системы для лечения заболевания. Особенно многообещающими являются результаты клинических исследований в области иммунотерапии онкологичес­ких и онкогематологических заболеваний.

Методы клеточной терапии являются основой мно­гих протоколов генотерапии — терапевтического вме­шательства, основанного на модификации генетичес­кого материала живых клеток. Клетки, подвергшиеся генетической модификации, могут служить средствами доставки продуктов внедренного гена в патологический очаг.

Примером тому может слу­жить экспериментальная методика интрамиокардиального введения клеток скелетных мышц, содержащих геном VEGF, продукт которого стимулирует образование сосудов в очаге ишемии миокарда.

Генотерапия на­следственных заболеваний, например врожденных иммунодефицитов, заключается во введении работоспособной копии поврежденного гена в ДНК клеток больного. Дальнейшее введение таких клеточных препаратов в организм ведет к замещению дефектной ткани или заполнению гене­тически измененным клетками пустующей ниши, результатом чего становится компенсация наследственного дефекта.

Поскольку ткани представляют собой комплекс клеток и внеклеточных элементов (межклеточная жидкость), находящихся в слож­ном взаимодействии, замещение поврежденных тканей путем введения клеточной суспензии зачастую не приво­дит к удовлетворительным результатам. В этих случаях необходимо применение комплексного подхода, полу­чившего название тканевой инженерии.

Тканевая инже­нерия — это воздействие на клеточные и молекулярные механизмы регуляции деления и дифференцировки кле­ток поврежденной ткани для улучшения ее регенерации и ремоделирования. Особенностью этого метода являет­ся использование структурированных трансплантатов, состоящих из нескольких видов клеток и синтетических носителей-матриц (тканевые конструкты), а также при­менение внешних физических воздействий на регенери­рующую ткань.