Мост между наукой и клиникой. Стволовые клетки

За последнее десятилетие, особенно после завершения программы «Геном человека» наметились заметные сдвиги в понимании роли клеток, особенно аномалий поведения клеточных популяций в патогенезе ведущих заболеваний человека. Опухолевые болезни человека рассматриваются как вариант аномального поведения стволовых/прогениторных клеток. Эти аномалии ускользают от контроля иммунных и информационных контрольных систем организма. Атеросклеротические бляшки представляют собой региональные дисплазии дериватов мезенхимы. Фиброзные дегенерации паренхиматозных органов, включая цирроз печени, рассматриваются как дисбаланс пролиферации (самообновления) стволовых клеток паренхимы и мезенхимы. Изменение относительных скоростей самообновление паренхиматозной и стромальной ткани ведет к превалированию стромы (фиброз, глиоз и т.д.). Интерес постгеномики сместился от отдельных генов с функциональным сетям генома, в которых одновременно задействованы сотни генов в тысячах разных клеток. Поведение клеток складывается из непрерывной работы митохондрий, ядра, рибосом, рецепторов, переносчиков ионов и помп. Ошибки в сигнальной сети, управляющей согласованной активностью клеток в тканях, являются частью видимых нарушений Многие заболевания возникают как поломки «oftware”, контролирующей переход, трансляцию биохимии внутриклеточных машин в целенаправленное поведение клеток. Поэтому современные подходы в биологии требуют изучения поведения клеток в культуре.
Культура клеток – это единственно морально допустимый эксперимент на больном человеке. Артриты, эндоатерииты, ишемические болезни органов рассматривают с позиций клеточной реорганизации ткани, на базе аномалий поведения клеток, либо нарушений межклеточных коммуникаций. Средством лечения становятся стволовые клетки и soft-сигналы стволовых пространств, обеспечивающих повторную реорганизацию архитектоники эндотелия, капилляров, сосудов, баланс мезенхимальной и паренхимальной ткани. Здоровый клеточный статус органов обеспечивается за счет периодической самообновляемости клеток. Трансплантация стволовых /прогениторных клеток вместе с цитокинами и митогенами стволовых пространств ускоряет замену больных клеток на здоровые.
Однако между важными фундаментальными находками в экспериментах на животных и их клинической апробацией сохраняется длинная дистанция. Менее 1% всех важнейших находок вокруг ЭСК находят применение у постели больного. Не вызывает сомнений, что в ближайшее время огромные финансы вместе с научными ресурсами будут затрачены на решительное сокращение расстояния между научными данными и той формой знаний и умений, которые получают “зеленый свет” в клинику.
Крупнейшие биотехнологические компании уже “затоварены” патентами, поскольку за год удается осваивать 1-2 новых открытия. Глобальная сетевая компьютеризация биомедицинских исследований позволит упростить и стандартизировать схемы предклинических испытаний и систему критериев для переноса работы в клинику.
Превращение стандартно выделенных ЭСК в биотрансплантат требует стандартизации всей технологической цепочки: выделения, наращивания, дифференцировки получаемых клеток по системе международных общепринятых критериев..
GМP-протокол выделения ЭСК и их дериватов требует стандартизациа на уровне верхних критериев качества следующих этапов лабораторной работы: а) качество помещений и оборудования для проведения стерильного выращивания клеток б) качество посуды разового пользования и реагентов в) квалификация и экспертиза специалистов г) характеристика исходного материала для выделения ЭСК д) выделение клеток из тканей по системе общепринятых критериев жизнеспособности клеток, очистки, морфологической целостности, функциональной активности. GMP-протокол выделения ЭСК должен верифицировать выделение малой популяции клеток из первичного источника, избирательную пролиферацию и накопление доли интересующих жизнеспрособных, функционально активных прогениторных клеток. Первый этап GМP-протокола связан с прописью (методикой) получения желаемого количества незрелых прогениторных клеток в виде биосырья для второго биотехнологического этапа.
Второй этап GМP- протокола содержит информацию о путях лабораторного (in vitro) получения макроколичеств (10(7)- 10 (9) моно-дифференцированных клеток в услояих культуры.
На третьем этапе в опыте на животных демонстрируется безопасность (biosafety) пересаживаемых клеток, их терапевтическая эффективность, а также отсутствие иммунологических вторичных реакций на трансплантат. GМP-технологии стандартного единообразного повторяемого выращивания стволовых клеток являются мостом, соединяющим работу специалиста биолога в лаборатории с технологией good clinical practice (GСP), которая обязательно вопроизводится при первом, втором и третьем клиническом испытании новых биоактивных препаратов (особенно живых клеток).