Трансплантация тканей плода
Клиническая трансплантология, занимающаяся пересадкой органов, испытывает большие трудности, связанные с проблемами медицинской этики, исключительной трудоемкостью и высокой стоимостью операций, сложностями в получении необходимого материала, большим риском иммунного отторжения трансплантатов и осложнениями, вызванными иммуносупрессивной терапией. Многие из указанных проблем сами по себе отпадают при применении клеточной трансплантационной терапии. Наиболее приемлемыми для этих целей в качестве донорского материала оказались фетальные клетки и ткани.
Пионером фетотрансплантации принято считать русского врача С. Воронцова, который пересаживал фетальные ткани с целью предупреждения старения (20-30-е годы в Париже). Несмотря на определенные успехи, это направление не получило должного развития. Вероятно, основной причиной этого были недостаточные знания в области иммунологии, регенерации, строения и функции клеток, в том числе и стволовых клеток. Начиная с 90-х годов, пересадка эмбриональных тканей и препаратов получила свое повторное рождение. Так, только в 1994 г. было произведено 10 066 аналогичных трансплантаций в 306 научных центрах 30 стран.
При этом пациентам вводят живые и консервированные фетальные клетки и ткани, их гомогенаты, экстракты и выделенные из них биологически активные соединения. По гистогенезу это различные ткани (кожа, нервная ткань, костный мозг, поджелудочная железа, печень и др.), а также плацентарные ткани. Все они имеют общие механизмы действия, которые подразделяются на специфические и неспецифические.
Специфические механизмы срабатывают при введении в организм реципиента живых эмбриональных клеток, которые функционируют в нем определенное время и компенсируют специфические функции дефектов органов и тканей реципиента. Эти специфические механизмы, лежащие в основе клеточной терапии, в целом, изучены. Методология ее применения определена. Неспецифические механизмы действия фетальных клеток и тканей, приводящие к активации регенераторных процессов, которые регулируются на генетическом и эпигеномном уровнях, все еще остаются мало изученными. В процессе развития зародыша дифференцировка органов и тканей регулируется на клеточном и молекулярно-генетическом уровнях.
Обнаружены эмбриональные индукторы, которые избирательно включают различные программы дифференцировки клеток в эмбриональном развитии. Эмбриональным клеткам присуща компетентность — готовность реагировать на индуцирующее действие изменения направлений дифференцировки путем реализации конкретной программы; то есть компетентные клетки должны быть готовы к акцепции морфогенетического сигнала и включению в определенный путь развития. В процессе дифференцировки компетенция не утрачивается и сохраняется в виде различной по интенсивности способности клеток к митотическому делению. В клетке сохраняется, в определенной мере, и фактор индукции. Все это предопределяет механизм действия фетальной терапии, различную активность репаративных процессов в органах и тканях реципиента при взаимодействии с эмбриональными индукторами фетальных клеток и тканей, индукционную способность ряда факторов небиологической природы, в том числе повреждающих.
В процессе эмбриогенеза развитие органов, их форма, строение, размеры контролируются генами посредством синтеза белков, специфичных для каждого органа, ткани. К таким белкам относятся пептидные факторы, которые контролируют клеточное деление, определяют рост и специфические особенности метаболизма данного типа клеток. Первый морфогенетически активный полипептид из ткани млекопитающих — фактор роста сосудов — был выделен в 1948 г. Н. Tiedemami, а в настоящее время их известно более ста.
Неспецифические механизмы действия фетальных клеток и тканей опосредованы эпигеномной, нейроэндокринноиммунной, а также генетической (с участием протоонкогенов) регуляцией процессов пролиферации и дифференцировки.
Определенное представление о гормональном и клеточном составе фетальных тканей человека, которые необходимы для клинического применения, могут дать приведенные ниже результаты исследований.
Так, морфологическое изучение клеточного состава суспензии печени плодов ранних сроков гестации (12 недель) показало, что большинство клеток в них относится к клеткам крови на разных стадиях дифференцировки. Соотношение клетки крови/гепатоциты составляет 4:1. Количество бластов в среднем — 5%, а предшественники гранулоцитов и макрофагов в 5-6 раз превышают содержание их в костном мозге взрослого человека. Определение гормонального и клеточного состава суспензии фетальных тканей плодов человека сроком 16-20 недель показало, что в суспензии фетальной печени содержится в среднем 35-106 кариоцитов/мл. Из них 75% — гепатоциты, а остальные — гемопоэтические клетки (значительная часть из них представлена ядросодержащими эритроцитами). Примерно 60% Гепатоцитов хорошо сохраняют морфологическую структуру.
Уникальность фетальных клеток и тканей, столь перспективная для медицинской практики, заключается в следующем:
- Они способны к изменениям и дифференцировке в ответ на внешние стимулы в соответствии с их генетической информацией. Высокое содержание в этих тканях бластных клеток обеспечивает приспособляемость за счет роста, миграции, возможности образовывать межклеточные контакты.
- Остальные клетки и ткани продуцируют и содержат большое количество различных ростовых факторов, обеспечивающих их выживание и стимуляцию регенерации поврежденных тканей реципиента, а также содержат стадиеспецифические белки и пептиды (альфа-фетопротеин, антиоксиданты, адаптогены, противовоспалительные вещества, стимуляторы иммунокомпетентных клеток и др.).
- Имплантированные фетальные клетки и ткани не вызывают реакции иммунного отторжения, поскольку в течение I-II триместров гестации еще не экспрессируются белки гистосовместимости.
- Основной энергетический путь для фетальных клеток и тканей — гликолиз, поэтому они более устойчивы к гипоксии, что валено при ишемии органов и тканей в создании банков клеток при глубоком замораживании, сопровождающемся снижением концентрации кислорода.
В настоящее время фетальные клетки и ткани успешно применяются в медицинской практике при травмах, ожогах, хронических воспалительных процессах, трофических язвах, злокачественных опухолях и др. Полученные данные весьма обнадеживающие, но требуют изучения механизмов терапевтического эффекта тканей и клеток плода.
Сдерживающим фактором применения фетальных клеток и тканей является риск заражения пациента возбудителями инфекционных заболеваний, находящимися в клеточном материале абортного плода. С одной стороны плод в матке защищен от микроорганизмов, с другой — в настоящее время разработаны технологии тестирования, позволяющие получать фетальные клетки и ткани для имплантации безопасными.
