СТВОЛОВИТЕ КЛЕТКИ - НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ НА БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА
доц. Радослав Радев
доц. Радослав Радев
Фармацевт
СТВОЛОВИТЕ КЛЕТКИ - НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ НА БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА

СТВОЛОВИТЕ КЛЕТКИ - НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ НА БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА

Големите постижения в области като молекулярната биология, имунологията и генетиката заедно с внедряването на нови технологии в медицината увеличават възможността за възстановяване, или изграждане на увредени тъкани и органи чрез използване на т. нар. стволови клетки.

           Интересът към стволовите датира от двадесетте тодини на миналия век, когата са направени първите опити за лечение с тяхна помощ предимно в областта на травматологията. Понастоящем би могло да се говори за "бум" в прилагането на стволовите клетки за терапевтични цели и формирането на т. нар. регенеративна (възстановителна)  медицина, която е наука на бъдещето. Обектите на това ново направление  в медицината стават все по-разнообразни, обхващайки болни с малигнени хемопатии (Болест на Ходжкин, Неходчкинов лимфом, мултиплен миелом, остри левкемии), вродени хемопатии като таласемия и анемия на Фанкони, невро-дегенеративни заболявания (болест на Паркинсон, Алцхаймер, ЛАС-синдром),  сърдечно-съдови заболявания (сърдечен инфаркт, атеросклеротични промени в съдовете), онкологични заболявания (остеосарком и сарком на Юинг), ендокринни заболявания (захарен диабет), автоимунни заболявания от типа на мултиплена склероза, склеродермия, лупус еритематодес и др.

          Какво представляват стволовите клетки? Най-общо казано, това са клетки, които имат способността да се самовъзпроизвеждат и да се диференцират в клетки на различни тъкани и органи.

         Стволовите клетки се разделят на два основни типа в зависимост от тъканта от която произхождат - ембрионални стволови клетки и следембрионални стволови клетки. Поради специфичните условия за получаване на ембрионални стволови клетки (изолиране от човешки ембрион в стадий на бластула) прилагането им в клиничната практика се посреща с редица възражения от етичен, морален и правен характер, което води до ограничаване на научните изследвания в тази област. 

          Постембрионалните стволови клетки могат да бъдат изолирани от различни органи на възрастния индивид - на първо място костен мозък, кръв от пъпна връв и плацента, мастна тъкан, централна нервна сикема, кожа, мускул, черен дроб и пр. Успехите на имунологията и имунохематологията свързани с имунофенотипизацията на кръвните клетки доведоха до извода, че в костния мозък се съдържат две основни популации от стволови клитки - хемопоетичните стволови клетки и стромалните (мезенхимни) стволови клетки.

           Хемопоетичните стволови клетки са изучени в детайли по отношение на насоката, хода и последователността на тяхната диференциация. Една от особеностите на тези клетки е експресията на специфичен антиген на тяхната повърхност обозначен като CD34 което дава възможност за тяхното сепариране от кръвта чрез имунологичен тест и последващото им използване за терапевтични цели.

      Лечебните възможности на хемопоетичните стволови клетки (стем клетки) са известни още от средата на миналия век. Това са клетки, които се намират основно в костния мозък и са родоначалници на кръвотворната система. От тях съзряват левкоцитите, еритроцитите, тромбоцитите и други важни съставки на кръвта и имунната система. Освен това при определени обстоятелства стем клетките могат да се диференцират във функционални клетки на определен орган (сърце, бял дроб, мозък, панкреас, черен дроб и др.) благодарение на тяхната недиференцираност, пластичност и антигенна индеферентност. Хемопоетичните стволови клетки по принцип се използват главно при злокачествени хематологични заболявания, но областите на приложението им постоянно се разширяват като напр. при автоимунни заболявания от типа на множественната склероза, за ликвидиране последиците от инсулт и инфаркт, захарен диабет, цироза  и пр.  

        Има две основни направления в трансплантацията на стволови клетки. В единия случай на пациента се прилагат извлечени и обработени по специален начин негови собствени стволови клетки- автоложна трансплантация. При другия случай-алогенната трансплантация- се използват клетки взети от донор. И при двата случая стволови  клетки могат да се получат от периферната кръв, която преминава през специален апарат (най-често флуоцитометър), където става тяхното отделяне (сепариране), след което кръвта отнова се връща в организма. Има и метод на извличане на стем клетки директно от костния мозък чрез пункция, на това се прилага по-рядко.

        При получаване на стволови клетки от периферната кръв се прилагат определени препарати, които представляват стимулатори на мигрирането им от костния мозък в кръвното русло. Съществува физиологичен механизъм, който включва система от хемокинови рецептори, които контролират свободния достъп на стволовите клетки до периферното кръвообръщение. Ключова роля в този механизъм играе човешкият L-селектин. Стимулирането на  L- селектина води до «закотвяне» на стем клектите в костномозъчното им ложе, докато неговото блокиране увеличава техния брой в периферията.  На този етап начините и механизмите на мобилизация на стволовите клетки са  сравнително ограничени. Физиологични фактори от такова естество са хемокина Stromal Derived Factor – 1 (SDF-1), гранулоцит колония стимулиращия фактор  (G_CSF),  както и веществото  AMD-3100. Тяхното използване кото лекарствени препарати е силно затруднено, поради което усилията на учените е да се открият други по- евтини и по-приложими препарати. Един от тези продукти е извлечен от синьо-зелените водорасли АФА и се разпространява като хранителната добавка. Съществуват данни, че подобни свойства притежава китайската гъба кордицепс, веществото фукоидин получено от вид дълбоководно водорасло и др. Съществуват експериментални данни, че определен ендемит от българската флора също притежава подобно свойство.

        Определянето на стволовите клетки в периферията се извършва чрез преки и непреки методи. Преките методи са свързани с използването на специализирана апаратура като флуоцитометър, флуоресцентен микроскоп и пр., докато непреките се базират на хематологично броене на белите кръвни клетки чрез автоматични хематологични броячи или чрез определяне на диференциалната кръвна картина (ДКК). Тъй като част от сега използваните активатори на либерацията на стволовите клетки имат сравнително краткотрайно действие, тези измервания се провеждат в интервала от един до три часа от тяхното прилагане. Увеличаването на пула на белите кръвни клетки или само на лимфоцитите се приема за увеличение на броя на стем клетките в периферната кръв, тъй като не съществува друга причина за тази промяна в такъв кратък период от време освен действието на съответния приложен препарат.

        В клинични условия, най-често за целите на терапията на миелолевкемичните заболявания, се използват препарати от типа на Filgrastim (Neupogen), Lenograstim, Molgramostin , които по същество са гранулоцитен колон стимулиращ фактор, както и хормонът на растежа соматотропин. Тези съединения значително стимулират пролиферацията и деференциацията  на стем клетките в костния мозък, което предизвиква увеличаване броя на неутрофилите в периферната кръв, но не и на стем клетките.

        Препаратите, които стимулират миграцията на зрели, но  недиференцирани хемопоетични стволови клетки в периферната кръв са все още единици и търсенето на такива средства продължава интензивно. В ход е формирането на нова фармакотерапевтична група «активатори и либератори на стволовите клетки». В унисон с откриването на механизма на задържането и освобождаването на стем клетките от костния мозък (вж. по-горе) всички биологично активни вещества могат да се разделят на стимулатори, блокери или неутрални по действие към ел-селектина субстанции и съответно да бъдат изпозвани за профилактични и терапевтични цели.  

      Лечебните възможности на хемопоетичните стволови клетки (стем клетки) са известни още от средата на миналия век. Това са клетки, които се намират основно в костния мозък и са родоначалници на кръвотворната система. От тях съзряват левкоцитите, еритроцитите, тромбоцитите и други важни съставки на кръвта и имунната система. Освен това при определени обстоятелства стем клетките могат да се диференцират във функционални клетки на определен орган (сърце, бял дроб, мозък, панкреас, черен дроб и др.) благодарение на тяхната недиференцираност, пластичност и антигенна индеферентност. Стволовите клетки по принцип се използват главно при злокачествени хематологични заболявания, но областите на приложението им постоянно се разширяват като напр. при автоимунни заболявания от типа на множественната склероза, за ликвидиране последиците от инсулт и инфаркт, захарен диабет, цироза  и пр.  

        Има две основни направления в трансплантацията на стволови клетки. В единия случай на пациента се прилагат извлечени и обработени по специален начин негови собствени стволови клетки- автоложна трансплантация. При другия случай-алогенната трансплантация- се използват клетки взети от донор. И при двата случая стволови  клетки могат да се получат от периферната кръв, която преминава през специален апарат (най-често флуоцитометър), където става тяхното отделяне (сепариране), след което кръвта отнова се връща в организма. Има и метод на извличане на стем клетки директно от костния мозък чрез пункция, на това се прилага по-рядко.

        При получаване на стволови клетки от периферната кръв се прилагат определени препарати, които представляват стимулатори на мигрирането им от костния мозък в кръвното русло. Съществува физиологичен механизъм, който включва система от хемокинови рецептори, които контролират свободния достъп на стволовите клетки до периферното кръвообръщение. Ключова роля в този механизъм играе човешкият L-селектин. Стимулирането на  L- селектина води до «закотвяне» на стем клектите в костномозъчното им ложе, докато неговото блокиране увеличава техния брой в периферията.  На този етап начините и механизмите на мобилизация на стволовите клетки са  сравнително ограничени. Физиологични фактори от такова естество са хемокина Stromal Derived Factor – 1 (SDF-1), гранулоцит колония стимулиращия фактор  (G_CSF),  както и веществото  AMD-3100. Тяхното използване кото лекарствени препарати е силно затруднено, поради което усилията на учените е да се открият други по- евтини и по-приложими препарати. Един от тези продукти е извлечен от синьо-зелените водорасли АФА и се разпространява като хранителната добавка Stemenhans®. Съществуват данни, че подобни свойства притежава китайската гъба кордицепс, веществото фукоидин получено от вид дълбоководно водорасло и др. Съществуват експериментални данни, че определен ендемит от българската флора също притежава подобно свойство.

        Определянето на стволовите клетки в периферията се извършва чрез преки и непреки методи. Преките методи са свързани с използването на специализирана апаратура като флуоцитометър, флуоресцентен микроскоп и пр., докато непреките се базират на хематологично броене на белите кръвни клетки чрез автоматични хематологични броячи или чрез определяне на диференциалната кръвна картина (ДКК). Тъй като част от сега използваните активатори на либерацията на стволовите клетки имат сравнително краткотрайно действие, тези измервания се провеждат в интервала от един до три часа от тяхното прилагане. Увеличаването на пула на белите кръвни клетки или само на лимфоцитите се приема за увеличение на броя на стем клетките в периферната кръв, тъй като не съществува друга причина за тази промяна в такъв кратък период от време освен действието на съответния приложен препарат.

        В клинични условия, най-често за целите на терапията на миелолевкемичните заболявания, се използват препарати от типа на Filgrastim (Neupogen), Lenograstim, Molgramostin , които по същество са гранулоцитен колон стимулиращ фактор, както и хормонът на растежа соматотропин. Тези съединения значително стимулират пролиферацията и деференциацията  на стем клетките в костния мозък, което предизвиква увеличаване броя на неутрофилите в периферната кръв, но не и на стем клетките.

        Препаратите, които стимулират миграцията на зрели, но  недиференцирани хемопоетични стволови клетки в периферната кръв са все още единици и търсенето на такива средства продължава интензивно. В ход е формирането на нова фармакотерапевтична група «активатори и либератори на стволовите клетки». В унисон с откриването на механизма на задържането и освобождаването на стем клетките от костния мозък (вж. по-горе) всички биологично активни вещества могат да се разделят на стимулатори, блокери или неутрални по действие към ел-селектина субстанции и съответно да бъдат изпозвани за профилактични и терапевтични цели.  

 

      

Реклама

Мнения

впечатляващо