+7 (996) 409-93-00

Применение стволовых клеток в лечении ожоговых ран

11.04.2022

В нашем организме присутствует более двухсот различных типов клеток, каждая из которых выполняет свою строго определенную функцию. А вот за разнообразие клеточного состава и появление новых клеток отвечают стволовые клетки. Фактически стволовые клетки являются предшественниками клеток всех органов и тканей человека, из которых формируются клетки всех других типов. Начиная от кроветворной, нервной и сердечно–сосудистой системы, эндокринных органов и заканчивая костной, хрящевой и мышечной тканями. Оказывается, миллиарды клеток нашего растущего организма происходят из одной клетки (зиготы), которая образуется в результате слияния мужской (сперматозоид) и женской (яйцеклетка) половых клеток (гамет). Эта единственная клетка содержит не только информацию об организме, но и схему его последовательного развития. Стоит отметить, что стволовые клетки находятся в организме в строго определенных местах, которые называются клеточной нишей. Больше всего стволовых клеток есть в костном мозге. Там есть два типа стволовых клеток: кроветворные, способные дифференцироваться во все клетки крови и мезенхимные стволовые клетки, дающие начало костной, хрящевой и жировой тканям и составляющие важную часть стромы кроветворения (ниши кроветворной СК), но ни при каких обстоятельствах не способные дифференцироваться в клетки крови.

Немного исторических фактов: первое понятие стволовая клетка ввел в обиход в 1903 году русский ученый А.А. Максимов, но настоящий бум изучения мезенхимальных стволовых клеток начался лишь в последней четверти ХХ века. Именно тогда было выяснено, изъятые из костного мозга мезенхимальные стволовые клетки могли активно делится в чашке Петри, где их можно «подтолкнуть» к дифференцировке в костную, хрящевую и жировую ткани.

Некоторые стволовые клетки функционируют не просто в определенном месте организма, но и в строго определенное время. Мы говорим о эмбриональных стволовых клетках. Впервые удалось вывести такие клетки в 1981 году. Добавляя в питательную среду определенные белки (факторы роста) удавалось долго поддерживать эмбриональные стволовые клетки в недифференцированном состоянии, чтобы потом можно было использовать их по мере необходимости. Но для получения эмбриональных стволовых клеток приходится разрушать эмбрион, поэтому возникли этические вопросы. Часть общества оказалась негативно настроена по отношению к применению их в медицине, даже несмотря на то, что донорами эмбриональных стволовых клеток служат эмбрионы, оставшиеся невостребованными при процедуре экстракорпорального оплодотворения. В 2017 году в России вступил в силу федеральный закон № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах», который запрещает использовать для производства биомедицинских клеточных продуктов биоматериал, полученный из эмбрионов или плодов человека.

Поэтому многие свой взор обратили на «искусственные» стволовые клетки. За открытие технологии их получения в 2012 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине Синья Яманака и Джон Гёрдон. Для получения искусственных стволовых клеток необходимо просто получить от взрослого организма нужный материал (фибробласты кожи, волосяные луковицы, кровь, жировую ткань). Чаще всего используют фибробласты, вырабатывающие коллаген и эластин и первыми спешащие на помощь при заживлении раны. Их преимущество в том, что они хорошо (и дешево!) размножаются в культуре, а протоколы «репрограммирования» - методы возвращения клетки взрослого организма в изначальное состояние — отлажены и широко доступны. Извлеченные клетки размножают в культуре и разными способами перепрограммируют.

Именно с этими искусственными стволовыми клетками связаны надежды в лечении ожоговых ран. Ведь, несмотря на широкий перечень средств и методик, доступных комбустиологам, в настоящее время в подавляющем числе наблюдений (до 99%) при восстановлении кожного покрова у таких пострадавших по-прежнему используются методы пересадки собственной кожи пациента.

Наиболее перспективным материалом для получения мезенхимальных стволовых клеток является жировая ткань, которая служит безопасным и поверхностно расположенным источником клеточных культур. Она широко распространена в организме человека и удобно расположена для малотравматичного одномоментного получения значительного количества мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани. Ее один грамм может содержать до 2х106 клеток, 90 % из которых может дифференцироваться в клетки разных линий. В отличие от мезенхимальных стволовых клеток из костного мозга, мезенхимальные стволовые клетки жировой ткани способны формировать на порядок (в десятки раз) больше колониеобразующих единиц.

Разберем возможности наиболее оптимального применения мезенхимальных стволовых клеток. Что лучше? Введение стволовых клеток в зону дефекта в виде уколов или аппликаций? Или говоря по-другому: что более эффективно в лечении ран: местное их применение или системное введение. Вопрос о применении стволовых клеток до настоящего времени остается дискуссионным.

Оказалось, что при внутривенном введении мышам с саркомой отмечалось накопление этих клеток в области новообразования, то есть ускорялось деление опухолевых клеток.

Поэтому более безопасно было местное применение мезенхимальных стволовых клеток, в виде геля. В исследованиях китайских ученых, мезенхимальные стволовые клетки, выделенные из костного мозга, наносили на область ожога у мышей, что привело к уменьшению площади раневой поверхности на 38% уже к первой неделе исследования, при этом к концу второй недели общая площадь ожога сократилась на 68%. Был сделан вывод, что даже двукратное местное использование геля с мезенхимальными стволовыми клетками в различных концентрациях дает возможность сократить срок заживления глубоких ожогов II–III степеней на 49–53%. А при применении мезенхимальных стволовых клеток в лечении поверхностных ожогов приводило к эпителизации их на 5–6 сутки. В общей сложности в зависимости от степени ожоговой раны при применении мезенхимальных стволовых клеток в виде аппликаций сроки заживления сократились на 89,6%. Еще предлагался вариант введения препарата мезенхимальных стволовых клеток в виде суспензии в дозе 0,05 мл/см2 для инфильтративного введения в зону глубоких ожогов. Однако результаты, полученные учеными в данномнаправлении были не такими значительными.

Стоит отметить, что наилучшие результаты получены тогда, когда мезенхимальные стволовые клетки находились в геле.



Врач хирург комбустиолог, врач высшей категории, к.м.н. Борисов В.С.