ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПУПОВИННОЙ КРОВИ Попандопуло А.Г. Институт неотложной и восстановительной хирургии им.В.К.Гусака АМНУ

В последние несколько лет внимание исследователей приковано к области биологии стволовой клетки. Основное значение для практики имеет ее способность развиваться в различные типы клеток Прогрессивное развитие практически всех направлений биомедицинских наук обязано исследованиям по характеристике стволовых клеток и созданию биотехнологических продуктов

Искусственно выращенные ткани с использованием как стволовых, так и дифференцированных клеток Биомодифицированные индивидуальные протезы и имплантаты Культуры клеток и тканей, направленные на замещение и\или стимуляцию собственных функций Биотехнологическим продуктом считается любой искусственно созданный вне организма функциональный или анатомический эквивалент

международный центр биотехнологий « BIOSTEM » одна из основных задач которого - приблизить к реальному человеку последние достижения биотехнологической науки Для проведения научно – практической деятельности по изучению фундаментальных аспектов использования принципов биотехнологического лечения в 2006 году был создан

Основные направления работы центра МЦБ обладает наибольшим в СНГ опытом практического применения биотехнологий, которое осуществляется в следующих направлениях: Лечение острых и хронических заболеваний Регенеративная медицина (коррекция иммунных свойств, «омоложение») Эстетическая медицина Банк соматических и стволовых клеток различного уровня дифференцировки

Концепция стволовой клетки что же такое « стволовая клетка » ? неспециализированные и недифференцированные клетки, обладающие способностью к бесконечному самообновлению и к продукции клеточного потомства

Концепция стволовой клетки Основное значение для практики имеет их способность развиваться в различные типы клеток Таким образом, при определенных условиях, стволовые клетки могут восстанавливать или замещать пораженные органы и ткани

В настоящее время известно несколько источников получения стволовых клеток Костный мозг, Периферическая кровь, Пуповинная кровь, Некоторые ткани взрослого организма (кожа, половые железы, жировая ткань и др.) Невостребованные бластоцисты после экстракорпорального оплодотворения

Типы стволовых клеток Эмбриональные (тотальнопотентные) стволовые клетки Стромальные (мезенхимальные) стволовые клетки Гемопоэтические стволовые клетки Региональные стволовые клетки

Эмбриональные (тотипотентные) стволовые клетки На самых ранних стадиях развития зародыша возможности стволовых клеток к превращениям максимальны. Клетки из внутренней массы бластоцисты, и только их, называют эмбриональными стволовыми клетками (ES cells). Бластоциста ранний эмбрион, состоящий из 30– 150 клеток на 4–7 день развития. Содержит клеточную массу, которая служит основным источником эмбриональных стволовых клеток.

Эмбриональные (тотипотентные) стволовые клетки Ещё один метод получения эмбриональных стволовых клеток человека перенос ядра взрослой клетки в лишённую собственного ядра донорскую яйцеклетку. Это направление стало называться терапевтическим клонированием подразумевается, что созданный таким образом материал можно использовать для изготовления «запасных» органов и тканей.

Стромальные стволовые клетки При рождении в костном мозге на 10 тысяч стволовых кроветворных (гемопоэтических) клеток приходится одна стромальная клетка. У подростков стволовых стромальных клеток уже в 10 раз меньше – одна на 100 тысяч стволовых кроветворных (гемопоэтических) клеток. К 50-ти годам на 500 тысяч стволовых гемопоэтических клеток одна стволовая стромальная клетка В 70 лет - одна стволовая стромальная клетка на миллион стволовых гемопоэтических.

Региональные (тканевые) стволовые клетки тканевые стволовые клетки используются для восстановления повреждённых участков только в данном месте и для определённого вида ткани (костные для костей, мышечные для мышц и т. д.),

Гемопоэтические стволовые клетки Клетки крови постоянно разрушаются и появляются вновь. В крови взрослого человека ежедневно образуется и погибает около 200 млрд. эритроцитов. А.А. Максимов в начале XX века предположил, что в кроветворных тканях должны существовать стволовые (недифференцированные) клетки эритроцитов.

Гемопоэтические стволовые клетки В начале 1970-х годов А.Я. Фриденштейн доказал, что существуют гемопоэтические стволовые клетки, из которых образуются эритроциты, лимфоциты, и другие клетки крови.

Некоторые современные направления применения биотехнологий: Заболевания крови Вспомогательная терапия в лечении рака Онкогематология Иммунодефицитные состояния

Источники получения стволовых гемопоэтических клеток –Костный мозг –Периферическая кровь –Пуповинная кровь Эти проблемы решаются путем пересадки стволовых кроветворных (гемопоэтических) клеток

Основные проблемы Высокая себестоимость Трудность индивидуального подбора совместимого материала Ограниченное количество доноров

Возможные пути решения Поиск технически более простых (дешевых) способов получения стволовых клеток Создание банков с большим количеством образцов клеток для повышения вероятности индивидуальной совместимости клеток с генетическим кодом пациента

Преимущества получения стволовых клеток из пуповинной крови Относительно низкая себестоимость (в 8-10 раз) Возможность получения большого количества образцов Абсолютная безопасность для донора При заборе в одном регионе – образцы стволовых клеток соответствуют генетическим особенностям населения этого региона, что упрощает подбор.

АКТУАЛЬНОСТЬ Ежегодно в Донецкой области погибает до человек от заболеваний, прямо или косвенно связанных с недостаточностью кроветворения и иммунодефицитными состояниями

СОЗДАНИЕ ДОНЕЦКОГО ОБЛАСТНОГО ОБЩЕСТВЕННОГО БАНКА СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ИЗ ПУПОВИННОЙ КРОВИ

ОСОБЕННОСТЬ ПРОЕКТА Получение стволовых клеток из пуповинной крови в соответствии с мировыми стандартами качества для жителей Донецкого региона

улучшение демографической ситуации, сохранение и укрепление здоровья населения Донецкой области, обеспечение социальной справедливости и прав граждан на охрану здоровья Цель

ТЕХНОЛОГИИ Освоены и внедрены технологии работы с различными типами стволовых клеток, в том числе и с предполагаемым объектом работ Накоплено в криохранилище более 200 образцов стволовых клеток из пуповинной крови

СОТРУДНИЧЕСТВО Подготовлен персонал и отработана процедура забора пуповинной крови в ведущих родильных домах г.Донецка –Донецкий центр охраны материнства и детства – генеральный директор Чайка В.К. –3 клиническая больница – гл. врач – Подоляка В.Л. –ДОКТМО – генн. Директор Бахтеева Т.Д.

ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОЛНОЦЕННОГО ОБЩЕСТВЕННОГО БАНКА СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ИЗ ПУПОВИННОЙ КРОВИ НЕОБХОДИМО РЕШИТЬ Стандартизацию способов забора и хранения Создание подразделения (структуры в составе ИНВХ) для индивидуального подбора (HLA – типирования) Внедрение способов масштабирования стволовых гемопоэтических клеток, для получения терапевтических доз у лиц с большой массой тела Увеличение объемов современных криохранилищь

Развитие рынка персонального хранения СКПК на Украине находится в начальной стадии. Этот рынок начал формироваться в Украине приблизительно в годах. Его особенностью стало то, что формирование происходило и происходит при практическом отсутствии внутреннего опыта использования СКПК для лечения пациентов.

гематология Впервые трансплантация ГСК, полученных из ПК сестры (сиблинга), была произведена в 1988 году шестилетнему ребенку, страдающему анемией Фанкони. В настоящее время по всему миру произведено более 2000 неродственных и более 400 родственных трансплантаций СКПК как детям так и взрослым.

Известно, что трансплантация пуповинной крови в дозе менее 180млн/кг ядросодержащих клеток и меньше 120тыс/кг CD34+ ассоциирована с их крайне низким приживлением. В настоящее время предлагаются два основных пути решения проблемы «недостаточной дозы трансплантата»- экспансия гемопоэтических клеток in vitro перед трансплантацией и трансплантация смеси ЯСК из двух разных образцов пуповинной крови.

Пуповинную кровь рассматривают как альтернативный источник стволовых клеток по отношению к костному мозгу и периферической крови National Marrow Donor Program в 2006 году уже 15% всех трансплантаций произведено при получении стволовых клеток из пуповинной крови. Доля этих клеток у детей до 18 лет приближается к 40%.

СОТРУДНИЧЕСТВО С ДОПЦ Восстановление гемопоэза у онкологических больных получавших комбинированную терапию. Из 68 больных положительный эффект достигнут у 76%.

кардиология Известно, что в репарации инфацированного миокарда могут принимать участие как низкодифференцированные клетки-предшественники, мигрирующие из костного мозга, так и резидентные «стволовые клетки сердца». Несмотря на очевидные преимущества трансплантации аутологичных стромальных клеток эффективность их использования может быть снижена, например, в связи со снижением числа и функциональной активности клеток- предшественников у пациентов с инфарктом миокарда, обладающих различными факторами риска. В качестве альтернативы рассматривают использование СК гемопоэза (в частности из пуповинной крови) с целью обеспечения терапевтического ангиогенеза. Основной механизм терапевтического воздействия – активация локального асептического воспаления и стимуляция направленной миграции стромальных клеток в зону ишемии.

неврология Ведутся клинические испытания по применению СК ПК при лечении ишемического инсульта (за счет стимуляции эндогенного нейро и ангиогенеза) при травмах спинного и головного мозга, болезнях Паркинсона и Альцгеймера, БАС, рассеянном склерозе и т. д.

неонатолгия С начала 90-х годов 20-го столетия пуповинная кровь стала привлекать внимание в качестве источника аутокомпонентов эритроцитарной массы и плазмы. Достижения современной науки и техники позволяют добиться существенных успехов в лечении и выхаживании глубоко недоношенных детей, а так же в хирургической коррекции врожденных пороков развития. Именно эти группы детей наиболее часто нуждаются в трансфузиях донорских компонентов крови. Донорами как правило являются взрослые люди, кровь которых по составу резко отличается от крови новорожденных, так как она содержит фетальный гемоглобин, отличающийся по структуре от гемоглобина взрослых. Возможность разделения пуповинной крови на компоненты плазму и эритроцитарную массу с последующим хранением и применением последней параллельно исследуют группы трансфузиологов и неонатологов в ряде университетов Европы.

Визит координатора европейских программ FunGen и Cristal, директора института нейрофизиологии профессора Хешлера (Кельн) Настоящие успехи в медицинской науке возможны только в условиях тесного сотрудничества между лабораториями различных стран Визит руководителя отдела донорства крови Европейского Красного креста, зав отделом Института трансфузиологии и иммуногематологии Торстена Тонна (Франкфурт-на-Майне)

В Донецком областном совете состоялся круглый стол с участием Президента Академии Медицинских Наук Украины, академика АМНУ А.Ф.Возианова и проф. Ю.Хешлера, (февраль, 2008 г.)

Благодарю за внимание!