Вчені різних країн світу давно і наполегливо намагаються розробити методики використання стовбурових клітин для терапії тих чи інших захворювань. До найбільш перспективним сферам застосування стовбурових клітин зараховують кардіологію. Це пов'язано, перш за все, з тим, що серце, хоч і виконує в організмі виключно важливу функцію і має начебто складну структуру, на клітинному рівні влаштовано - по крайней мере, на перший погляд, - досить просто, вважає Юрген Хешелер (Jürgen Hescheler), професор Інституту нейрофізіології при Кельнському університеті і один з провідних в Німеччині фахівців зі стовбурових клітин: "Ми знаємо, що серце складається, в принципі, з клітин одного типу. Це клітини м'язової тканини. Існує ряд захворювань, що призводять до загибелі цих клітин, до руйнування м'язової тканини. Типовий приклад - інфаркт міокарда, тобто некроз частини серцевого м'яза, викликана недостатністю її кровопостачання ".
Ембріональні і регіональні не годяться, але з різних причин
Саме тому різні групи медиків шукають спосіб змусити стовбурові клітини замінити загиблі і тим самим регенерувати зруйновану м'яз. Але тут постає питання, на які стовбурові клітини робити ставку. Найбільший успіх обіцяють, звичайно, ембріональні стовбурові клітини - вони тотипотентність, тобто здатні диференціюватися в клітини будь-якого типу і навіть розвинутися в повноцінний організм. Однак оскільки отримання цих клітин пов'язане з загибеллю ембріона, їх застосування аж ніяк не бездоганно в морально-етичному плані, а в деяких країнах, включаючи Німеччину, пов'язано і з юридичними проблемами. Бездоганним з морально-етичної точки зору представляється використання зрілих регіональних стовбурових клітин, тобто тих, що присутні в тканинах і органах дорослого організму. Проблема, однак, у тому, що їх ефективність значно нижче. Такі клітини вже неодноразово випробовувалися на людях - зі змінним успіхом. У всякому разі, вони не в змозі повною мірою відновити пошкоджену інфарктом серцевий м'яз. Це сьогодні відомо абсолютно точно.
Індуковані плюрипотентні начебто перспективніше.
Професор Хешелер пояснює: "Відразу після ін'єкції вони дійсно деякий час присутні в тканині. Проте новітні дослідження показали, що вже через 3-4 дні від них не залишається і сліду. Цим клітинам властива висока міграційна активність, так що вони, мабуть, переходять в кров і розносяться з кровотоком по всьому організму ".
Справа в тому, що зрілі стовбурові клітини всього лише мультипотентні: вони здатні диференціюватися тільки в клітини деяких строго певних типів, а цього в даному випадку, очевидно, недостатньо. Тепер багато вчених покладають надії на так звані індуковані плюрипотентні клітини. Це звичайні клітини тієї чи іншої тканини, розвиток яких особливим методом вдалося повернути назад. Перепрограмування як би омолоджує їх, повертає дорослим соматичним клітинам давно втрачену здатність до диференціювання в клітини будь-якого типу.
Відкриття перепрограмування зрілих клітин в плюрипотентні удостоїлося в минулому році Нобелівської премії, а його практичне застосування активно випробовується в дослідах на тваринах. Професор Хешелер каже: "Було показано, що такі клітини дійсно залишаються в тканини тривалий час, місяці і навіть роки, і що внаслідок цього функція серцевого м'яза покращується. Досліджувався і то, як ці клітини взаємодіють з оточуючими клітинами, як вони реагують на електричне збудження : це дуже важливо, адже всі відділи серця повинні скорочуватися строго узгоджено. все це було вивчено, і результати виявилися багатообіцяючими ". Клітинна структура серця аж ніяк не однорідна.
Втім, і з індукованими плюрипотентними клітинами теж ще багато неясного. Оскільки вони дуже швидко діляться, високий ризик неконтрольованого розмноження, тобто розвитку ракової пухлини. Щоб цього уникнути, перед ін'єкцією в клітинах запускають часткову диференціювання, перетворюючи їх в клітини-попередниці серцевого м'яза. Але і тут є свої проблеми. За словами професора Гарвардського університету Кеннета Чена (Kenneth Chien), відомого американського фахівця в галузі стовбурових клітин, тканина серця зовсім не так уже й однорідна, як довгий час було прийнято вважати: "У лівій половині серця власні стовбурові клітини відрізняються від тих, що характерні для правої половини. Клітини лівої половини диференціюються переважно в м'язову тканину, що забезпечує перекачування крові, а з клітин правої половини формуються тканини, що виконують в серці різні інші функції ".
Штучна РНК регулює генну активність клітини
Ясно, що впровадження відповідним чином підготовлених індукованих плюрипотентних клітин потрібного типу в строго певну ділянку серця - завдання надзвичайно складне. Тому професор Чен робить ставку не на трансплантацію клітин, оброблених в лабораторії, а на активізацію клітин, які вже перебувають в потрібному місці.
Для цього він використовує особливі, спеціально синтезовані молекули некодирующей РНК. Дослідник пояснює: "Вони сконструйовані таким чином, щоб дати клітці імпульс, причому дуже короткий, свого роду стартовий сигнал. Підкоряючись цим сигналом, клітина починає швидко і у великій кількості синтезувати певний білок, необхідний для регенерації пошкодженої серцевої тканини. Вже через добу ця РНК перестає діяти, імпульс зникає, але він вже і не потрібен ".
Сьогодні професор Чен експериментує на свинях. У кардіохірургії вони вважаються одним їх найбільш близьких людині модельних організмів. Але коли справа дійде до клінічних випробувань на людях, поки не може сказати ніхто.
І сам вчений - теж.