В.П. Шахов С.В. Попов: Стволовые клетки и кардиомиогенез в норме и патологииНазад
В.П. Шахов С.В. Попов: Стволовые клетки и кардиомиогенез в норме и патологии
В монографии обобщаются современные данные о морфофункциональных свойствах стволовых клеток, способных дифференцироваться в кардиомиоциты и клетки эндотелия, принимающих участие развитии сердца и его репарации при повреждении. На основании многолетних исследований и данных мировой литературы рассматриваются фундаментальные механизмы коммитирования эмбриональных и мезенхимальных стволовых клеток и вопросы, связанные с их ролью в репарации сердечной ткани. Выявленные закономерности позволили определить главные критерии проведения эффективной клеточной терапии острого инфаркта миокарда, установлены основные показания, возможные осложнения и противопоказания для ее проведения.
Для кардиологов, патофизиологов, хирургов, биотехнологов, студентов и аспирантов, а также специалистов, работающих в области клеточных и критических технологий, регенераторной медицине
Шахов В.П., Попов С.В. Стволовые клетки и кардиомиогенез в норме и патологии.- Томск: STT, 2004. - 170 с.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее время внимание биологов и медиков приковано к проблеме стволовых клеток. Стволовые клетки - это клетки, сохраняющие потенциал к развитию в разных направлениях. Из стволовой клетки может возникнуть и кожная, и нервная, и кровяная клетка. Понятие о стволовых клетках зародилось в России благодаря трудам выдающихся гистологов - Александра Александровича Максимова, одного из основоположников современной гистологии, и Александра Яковлевича Фриденштейна.
Различают два вида стволовых клеток: эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) и региональные стволовые клетки (СК) . Первые присутствуют в самых ранних эмбрионах, когда еще не начался процесс органообразования. Вторые обнаруживаются позднее, когда формируются органы и ткани. Раньше считали, что взрослый орган лишен СК. Однако, благодаря работам А.Я. Фриденштейна, удалось показать, что они присутствуют и во взрослом организме, хотя и в очень малом количестве (доли процента).
СК выявляют практически во всех органах, включая центральную нервную систему. Их наличие повышает восстановительные способности организма, и в том числе и нервной системы.
Региональные нервные стволовые клетки локализуются главным образом в отделе мозга, именуемом гиппокампом, и в субвентрикулярной области, где расположены клетки, выстилающие стенку желудочков мозга. Их можно выделять и высеивать в культуру тканей, растущую в специальной среде.
Наряду с региональными стволовыми клетками, которые при повреждении тканей соответствующего органа мигрируют к зоне повреждения, делятся и дифференцируются, образуя в этом месте новую ткань, существует и "центральный склад запчастей" - стромальные клетки костного мозга. Эти клетки универсальны, они поступают с кровотоком в поврежденный орган или ткань и на месте под влиянием различных сигнальных веществ превращаются в нежные специализированные клетки, которые замещают погибшие. В частности, установлено, что введение стромальных клеток костного мозга в зону повреждения сердечной мышцы (зону инфаркта) практически полностью устраняет явления постинфарктной сердечной недостаточности у экспериментальных животных. Так, стромальные клетки, введенные свиньям с экспериментальным инфарктом, уже через восемь недель полностью перерождаются в клетки сердечной мышцы, восстанавливая ее функциональные свойства.
Результаты такого лечения инфаркта впечатляющи. По данным Американского кардиологического общества за 2000 год, у крыс с искусственно вызванным инфарктом 90% стромальных клеток костного мозга, введенных в область сердца, трансформируются в клетки сердечной мышцы.
Японские биологи получили из стромальных клеток костного мозга мышей клетки сердечной мышцы. В лабораторных условиях в культуру стромальных клеток добавляли 5-азоцитидин, и они начинали дифференцироваться в клетки сердечной мышцы. Такая клеточная терапия весьма перспективна для восстановления сердечной мышцы после инфаркта, поскольку для нее используются собственные стволовые стромальные клетки.
Они не отторгаются, кроме того, при введении взрослых стволовых клеток исключена вероятность их злокачественного перерождения.
Широко используется терапия стромальными клетками в ортопедии. Это связано с существованием особых белков, так называемых ВМР (костные морфогенетические белки), которые индуцируют дифференцировку стромальных клеток в клетки костной ткани - остебласты. Клинические испытания в этом направлении дали многообещающие результаты. Например, в США 91-летней пациентке с незаживающем в течении 13 лет переломом вживили специальную коллагеновую пластинку с нанесенными на нее ВМР. Поступающие в зону перелома стромальные клетки "притягивались" к пластинке и под влиянием ВМР превращались в клетки костной ткани. Через 8 месяцев после установки такой пластинки сломанная кость у больной восстановилась. Сейчас в США проходят испытания и скоро начнут широко применяться в клинике специальные пористые губки, наполненные одновременно и стромальными клетками, и нужными индуцирующими веществами, направляющими развитие клеток по требуемому пути.
Большое значение придают стволовым клеткам (и, в частности, стромальным) при лечении различных нейродегенеративных и невралгических заболеваний - паркинсонизма, болезни Альц-геймера (старческое слабоумие), хореи Гентингтона, мозжечковых атаксий, рассеянного склероза и др.
Не случайно именно на стромальные стволовые клетки возлагают большие надежды в связи с клеточной терапией. Между тем остро ощущается дефицит обзорной литературы, посвященной этим клеткам. Существенный вклад в дело восполнения данного пробела вносит книга В.П. Шахова и С.В. Попова "Стволовые клетки и кардиомиогеноз в норме и патологии". Сразу же хочется отметить, что содержание этого фундаментального труда значительно шире его названия. Авторам удалось изложить современные данные, касающиеся природы и поведения стволовых клеток вообще, и осветить перспективы их использования в клеточной терапии. Следует при этом отметить достаточно богатый собственный опыт авторов в работе со стволовыми клетками, что обеспечивает квалифицированное и местами увлекательное изложение научного материала. Значительное место в книге занимают как раз стромальные стволовые клетки, биология которых в самых различных аспектах подробно анализируется авторами. Книга насыщена богатым фактическим материалом, в том числе полученным авторами. Положительным фактом является то, что подобающее место уделено отечественным авторам, внесшим достойный вклад в исследование проблемы стволовых клеток.
Не сомневаюсь, что представляемая книга будет крайне полезной для самого широкого круга читателей - как для медиков, так для и биологов.
Член-корреспондент Российской Академии Наук
Л.И. Корочкин
ВВЕДЕНИЕ
Растущие показатели сердечно-сосудистой заболеваемости на фоне беспрецедентно низкой для мирного времени средней продолжительности жизни российских граждан, особенно мужчин, определяют социально-экономическую значимость решения этой проблемы. Хирургия сердца и сосудов занимает важное место в системе оказания медицинской помощи этому самому большому контингенту больных. Мировая практика показывает: вложив дополнительные средства в здравоохранение, государство через несколько лет получает ощутимый экономический эффект от снижения заболеваемости и смертности населения. Тем не менее, в 2001 г. сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), включая ишемическую болезнь сердца, по-прежнему были причиной более 50% всех случаев смерти как в России (табл. 1-3, Бокерия, Гудкова, 2002), так и за рубежом, и остаются ведущей причиной развития застойной сердечной недостаточности (Ozbaran et al., 2004).
