Виды стволовых клеток пуповинной крови

Пуповинная кровь является уникальным биологическим материалом, так как ее получают в очень раннем возрасте – в момент рождения, т.е. всего через 9 месяцев после начала формирования организма. Именно с этим связывают наличие в пуповинной крови разнообразных популяций клеток с большим потенциалом для регенеративной медицины. Наиболее хорошо изученными являются гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) пуповинной крови. Именно с этими клетками связано традиционное применение пуповинной крови – для восстановления кроветворения как альтернативу трансплантации костного мозга. Однако в последнее десятилетие активно изучаются другие популяции клеток пуповинной крови, и проводится большое количество клинических исследований с применением этих клеток для лечения широкого спектра заболеваний.

Одним  из наиболее перспективных открытий стало обнаружение в пуповинной крови популяции клеток, обладающих свойствами эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). ЭСК способны давать начало практически всем тканям организма, но их использование ограничено в связи с рядом этических и технических проблем. Стволовые клетки, выделенные из пуповинной крови, обладают характеристиками ЭСК и проявляют способность дифференцироваться в клетки разных тканей. Однако их получение абсолютно безопасно для организма, и в связи с более «взрослым» состоянием использование этих клеток не связано с риском развития опухолей. В ряде исследований было показано, что клетки пуповинной крови, сходные с ЭСК, способны дифференцироваться в нейрональные предшественники, что делает их полезными для лечения различных неврологических заболеваний. Кроме того, эти клетки обладают мощными иммуномодулирующими свойствами, и в настоящее время ведутся клинические исследования по их применению при аутоиммунных патологиях, в первую очередь – при диабете I типа (исследование зарегестрировано на сайте clinicaltrials.gov под номером NCT01350219).

Другой важной популяцией клеток пуповинной крови являются мезенхимальные стволовые клетки (МСК). Клетки с подобными характеристиками достаточно давно получают из костного мозга и успешно используют в регенеративной медицине для лечения разнообразных заболеваний. МСК пуповинной крови способны дифференцироваться в хрящевую, костную и жировую ткань, как и костномозговые МСК. Кроме того, они способны давать начало клеткам печени и нервной ткани, так как являются более юными и в связи с этим обладают более широким спектром дифференцировки. Также для МСК, полученных из пуповинной крови характерны выраженные иммуномодулирующие и противовоспалительные свойства, способность мигрировать в организме в место повреждения и вырабатывать там биологически активные вещества. В настоящее время проводится большое количество клинических исследований с использованием  МСК пуповинной крови при дефектах хрящевой ткани (NCT01733186, NCT01041001, NCT01626677), диабетической стопе (NCT01216865), ожогах (NCT01443689), буллезном эпидермолизе (NCT01033552), ряде неврологических заболеваний (NCT01696591, NCT01494480), реакции «трансплантат против хозяина» (NCT01549665, NCT01754454), бронхопульмональной дисплазии (NCT01297205, NCT01632475), системной красной волчанке (NCT01741857), циррозе печени (NCT01220492) и других патологиях. На сегодняшний день на международном рынке существует ряд препаратов на основе МСК, полученных из донорской пуповинной крови. Таким образом, пуповинная кровь может по праву считаться одним из источников мезенхимальных стволовых клеток, а проводимые сегодня лабораторные и клинические исследования в будущем значительно расширят область применения этой популяции клеток.

Также в пуповинной крови обнаружены эндотелиальные прогениторные клетки, т.е. клетки,  которые отвечают за рост сосудов. Сегодня исследователи работают над использованием этой популяции клеток при заболеваниях, при которых требуется восстановление кровоснабжения. В эту группу заболеваний относят такие распространенные патологии, как ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда, ишемический инсульт, ишемические заболевания нижних конечностей и ряд других.

Следует отметить, что процесс обработки пуповинной крови в Банке стволовых клеток позволяет сохранить все содержащиеся в ней популяции стволовых клеток. В настоящее время во всем мире разрабатываются методики бережного выделения из образца пуповинной крови клеток одного типа при сохранении других популяций.

Таким образом, в криоконсервированном образце пуповинной крови содержится ряд уникальных популяций стволовых клеток, которые обладают большим потенциалом для лечения различных заболеваний. Развитие биотехнологий позволяет выделять эти клетки и исследовать их свойства в лабораторных условиях для разработки новых эффективных методов лечения разнообразных заболеваний. Уже сегодня проводится большое количество клинических исследований, необходимых для широкого использования пуповинной крови в клинической практике, которые показывают эффективность применения стволовых клеток пуповинной крови.

Литература:

Ali H, Bahbahani H. Umbilical cord blood stem cells - potential therapeutic tool for neural injuries and disorders. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2010;70(3):316-24.

Francese R, Fiorina P. Immunological and regenerative properties of cord blood stem cells. Clin Immunol. 2010 Sep;136(3):309-22.

Sun T, Ma QH. Repairing Neural Injuries Using Human Umbilical Cord Blood. Mol Neurobiol. 2012 Dec 30.