Лечение диабета стволовыми клетками пуповинной крови

Стволовые клетки пуповинной крови активно изучаются и могут стать мощным и перспективным инструментом клеточной терапии многих распространенных заболеваний. Диабет – хроническое заболевание, связанное с недостаточностью гормона поджелудочной железы - инсулина. Этот гормон отвечает за уровень сахара, поэтому при диабете развивается гипергликемия – стойкое увеличение содержания глюкозы в крови. Это опасное состояние, которое влечет за собой нарушение всех обменных процессов в организме и негативно влияет на многие органы и ткани, приводя к тяжелым осложнениям. В связи с этим необходимо создание новых методик лечения диабета с использованием современных знаний в области клеточной терапии.

Различают диабет 1 и 2 типов. Диабет 1 типа – аутоиммунное заболевание, при котором клетки иммунной системы воспринимают клетки, вырабатывающие инсулин (β-клетки поджелудочной железы), как чужеродные и атакуют их. Вследствие этого вырабатывается недостаточно инсулина. Этот тип диабета характерен для детей и лиц молодого возраста. При диабете 2 типа инсулин производится в нормальных или даже повышенных количествах, однако нарушается механизм взаимодействия этого гормона с клетками организма. Основной причиной этого состояния считают изменение рецепторов к инсулину на мембранах клеток при ожирении; также среди факторов риска называют курение, употребление алкоголя и малоподвижный образ жизни. Последние исследования показывают, что в развитии диабета 2 типа также задействован аутоиммунный механизм. Этот тип диабета чаще всего поражает людей старше 40 лет.

На сегодняшний день в мире более 300 миллионов человек страдают диабетом, миллионы пациентов вынуждены ежедневно вводить себе инсулин. Поэтому исследователи во всем мире трудятся над изучением диабета 1 и 2 типов и разработкой новых способов их лечения.

Пуповинная кровь является уникальным биологическим материалом, содержащим разные типы стволовых клеток, которые обладают большим клиническим потенциалом. Наиболее изучены из них гемопоэтические стволовые клетки (ГСК). Они способны давать начало всем типам клеток крови и обладают иммуномодулирующими свойствами, что может быть использовано в борьбе с диабетом. Кроме того, данные, полученные в эксперименте на мышах, показывают, что ГСК могут стимулировать регенерацию β-клеток. Однако клинические исследования с использованием ГСК из пуповинной крови и из других источников (костный мозг, периферическая кровь после мобилизации) показали, что после трансплантации этих клеток у большинства пациентов с диабетом дает лишь кратковременный эффект.

В настоящее время большой интерес исследователей вызывает другая популяция клеток пуповинной крови - мультипотентные стволовые клетки, которые также называют стволовыми клеткам пуповинной крови. Это примитивные клетки, обладающие мощным иммуномодулирующим действием и потенциалом к дифференцировке в другие типы клеток. Технология обработки и криоконсервации пуповинной крови позволяет сохранить эти клетки для дальнейшего использования. В лабораторных исследованиях было показано, что стволовые клетки пуповинной крови в культуре способны дифференцироваться в β-клетки поджелудочной железы и вырабатывать инсулин. Кроме того, при их совместном культивировании с клетками иммунной системы увеличивается количество регуляторных Т-лимфоцитов, отвечающих за регуляцию аутоиммунного ответа. Исследования на лабораторных животных также продемонстрировали способность стволовых клеток пуповинной крови влиять на течение диабета у мышей за счет иммуномодулирующего действия и восстановления β-клеток.

Недавно группа исследователей разработала Stem Cell Educator – специальное устройство для «обучения» клеток иммунной системы пациента и устранения агрессии в отношении собственных β-клеток. Клетки иммунной системы циркулируют в закрытой системе, взаимодействуют с находящимися там стволовыми клетками пуповинной крови и возвращаются обратно в кровоток пациента. Такой метод позволил добиться длительного улучшения клинической картины и уменьшить среднюю дневную дозу инсулина у пациентов с диабетом 1 типа. Данное клиническое исследование зарегистрировано на сайте clinicaltrials.gov под номером NCT01350219. Кроме того, проводится испытание этого метода лечения для пациентов с диабетом 2 типа (NCT01415726).

Таким образом, современный уровень знаний о механизмах развития диабета и о свойствах стволовых клеток пуповинной крови позволяет искать новые подходы к лечению этого тяжелого заболевания. Накопленные экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что пуповинная кровь в ближайшем будущем станет мощным оружием в борьбе как с диабетом, так и с рядом других аутоиммунных заболеваний.

Литература:

Fiorina P, Voltarelli J, Zavazava N. Immunological Applications of Stem Cells in Type 1 Diabetes. Endocrine Reviews 32: 725–754, 2011

Полный текст статьи

Zhao Y, Jiang Z, Zhao T, Ye M, Hu C, Yin Z, Li H, Zhang Y, Diao Y, Li Y, Chen Y, Sun X, Fisk MB, Skidgel R, Holterman M, Prabhakar B, Mazzone T. Reversal of type 1 diabetes via islet β cell regeneration following immune modulation by cord blood-derivedmultipotent stem cells. BMC Med. 2012 Jan 10;10:3.

Полный текст статьи

Zhao Y, Mazzone T. Human cord blood stem cells and the journey to a cure for type 1 diabetes. Autoimmun Rev. 2010 Dec;10(2):103-7.

Абстракт