Новости в лечении диабета — подсадка клеток
Сегодня поиску путей совершенствования помощи больным диабетом посвящена большая часть исследований в области диабета. Среди них, новые способы введения инсулина, изготовление инсулинов быстрого/медленного действия, создание новых эффективных и недорогих препаратов для лечения диабета 2 типа, исследования, цель которых обеспечить возможность проверять уровень сахара крови, не прокалывая пальцы.
Не меньше внимания уделяется предварительным поискам совершенно новых направлений в медицине. Мы хотим рассказать вам о научных изысканиях, касающихся генерации инсулинпродуцирующих клеток и трансплантации поджелудочной железы и островковых beta -клеток.
Новые методы лечения диабета 1 типа, вероятно, будут использовать возможности наших собственных организмов. Мы знаем, о существовании широкого диапазона чрезвычайно интересных клеток, имеющих способность восстановления, так называемых стволовых клеток. Эти клетки не имеют дифференциации, но, когда они попадают в окружающую их среду дифференцированных клеток, они приобретают свойства этих дифференцированных клеток. Что это дает практической медицине?
Например, у человека инфаркт миокарда. В зону некроза вводят недифференцированные клетки, они, приобретая свойства клеток сердечной мышцы, начинают функционировать как клетки сердечной мышцы. И следы некроза миокарда исчезают!
Их регенеративную способность можно использовать и для пополнения разрушенных при диабете островковых клеток, которые продуцируют инсулин в поджелудочной железе. Есть надежда, что новые методы терапии будут эффективными в лечении диабета и 1-ого типа, и 2-ого типа.
Конечно, это все пока еще из области, близкой к фантастике, но первые шаги в этом направлении уже делаются.
Нельзя забывать, что предстоит решить чрезвычайно сложные проблемы. Чтобы быть эффективной, любая клеточная терапия (будь то стволовая клетка, или какая либо иная) должна отвечать следующим требованиям:
обеспечивать высокую вероятность регенерации именно островковой beta- клетки, а не каких-либо иных типов клеток
оставаться островковой beta-клеткой, не преобразовывающейся в раковую клетку или в другой тип клеток
· поддерживать производство инсулина на протяжении длительного периода
· приводить к нормализации уровня сахара крови.
Эмбриональные стволовые клетки
Эмбриональные стволовые клетки взяты от оплодотворенных человеческих яйцеклеток на очень ранней стадии. Спустя 4-5 дней после оплодотворения, эмбрион состоит приблизительно из 150 клеток. Эти клетки имеют два главных свойства: они могут делиться, и они могут превращаться в различные дифференцированные клетки, формирующие органы: мозг, кровь, или панкреатическую железу. Такой процесс проходит в матке женщины, по мере развития зародыша.
Потенциально выделенные эмбриональные стволовые клетки способны сформировать организм полностью, но пока исследования находятся на ранней стадии. Необходимо подтвердить возможность создания устойчивой линии производства клеток.
В очень интересном исследовании показано, что эмбриональные стволовые клетки трансформировались в продуцирующие инсулин клетки. Однако, повторить эти результаты пока больше не удалось.
Фундаментальная проблема — неустойчивость эмбриональных стволовых клеток в культуре. Поскольку эмбриональные стволовые клетки могут размножаться и дифференцироваться, существует вероятность их превращения в очень нежелательные клетки. Исследование показало, что эмбриональные стволовые клетки могут стать клетками опухоли.
Вопрос в том, будет ли найдена возможность избежать такого результата и добиться идентичности beta — клеткам, которые регулируют производство инсулина?
Взрослые стволовые клетки
Исследования со взрослыми стволовыми клетками продвигаются успешнее. Оказывается, не совсем верно представление о том, что человек рождается и всю жизнь живет с заданным объемом клеток, имеющих определенные функции.
Так же ошибочно и положение о том, что только в эмбриональном периоде в человеческом организме есть большое количество недифференцированных клеток, которые в дальнейшем превращаются в различные дифференцированные клетки. На самом деле в небольшом проценте, даже в долях процента стволовые клетки у человека сохраняются.
Эти клетки, несомненно, более устойчивы, чем эмбриональные стволовые клетки, но существует слишком много препятствий, которые необходимо преодолеть, для того, чтобы обрести новое эффективное средство лечения диабета.
Термин взрослые может ввести в заблуждение. Взрослые стволовые клетки получают из дифференцированной (взрослой) ткани человека любого возраста. Это может быть ребенок, подросток, или взрослый. Хотя эти клетки не могут формировать целые организмы или все типы тканей и клеток, они имеют потенциальную возможность превращаться во множество разных типов клеток. Например, взрослая стволовая клетка, взятая из крови или костного мозга, может стать красной кровяной клеткой или каким-либо видом белых кровяных клеток. Кроме поджелудочной железы в человеческом организме известны, по крайней мере, десять тканей, которые содержат взрослые стволовые клетки, например, легкое, кожу, среднее ухо.
В настоящее время проводятся исследования со взрослыми стволовыми клетками у животных с моделированным 1-ым типом диабета. За прошедшие восемь лет в семи известных исследованиях были обнаружены различные типы взрослых стволовых клеток, потенциально способных к продуцированию инсулина у животных или у человека. Наиболее перспективными сегодня считаются эксперименты со стволовыми клетками костного мозга, формирующими кровь. Формирующие кровь стволовые клетки, в дополнение к созданию различных клеток крови, могут формировать части взрослых органов, включая мозг, сердце, или кишку. Кроме того, сообщалось, что костный мозг содержит другие виды стволовых клеток, которые могут непосредственно или косвенно привести к генерации островковых клеток. Преобразование взрослых кроветворящих стволовых клеток в производящие инсулин клетки связано с определенными трудностями. Предполагают, что формирующие кровь стволовые клетки, не обладая способностью непосредственно трансформироваться в островковые клетки, могут способствовать регенерации островковых клеток. Однако, не известно возможно ли собрать достаточно этих определенных стволовых клеток костного мозга для производства инсулина в количестве необходимом для того, чтобы изменить течение диабета и продолжать продуцировать инсулин на протяжение многих лет.
Клетки селезенки — источник взрослых стволовых клеток
До недавнего времени возможность использования селезенки в качестве источника взрослых стволовых клеток считалась маловероятной. Предполагали, что селезенка является источником специфического вида белой кровяной клетки, лимфоцита. В нескольких лабораториях, где изучают нормальное развитие клетки у мышей с моделированным 1-ым типом диабета, нашли, что селезенка принимает определенное участие в формировании островковых клеток. Кроме того, стволовые клетки селезенки, введенные в кровь способны найти путь к поджелудочной железе. Продемонстрировано, что вновь сформированные стволовые клетки способны к длительному функционированию, и продолжают производить инсулин на протяжение всей жизни. Таким образом, эти клетки , предположительно, соответствуют двум из вышеупомянутых критериев: долговечности и функциональности. Возможно ли использование этой популяции взрослых стволовых клеток для человека? Играют ли эти новые взрослые стволовые клетки определенную роль в нормальном обновлении островковых клеток в поджелудочной железе? Может быть они играют роль только в процессе регенерации островка после развития диабета? Пока мы не получили ответа на эти вопросы.
Исследования находятся на ранних стадиях. Сегодня никто не рекомендует, пересадки клеток селезенки. Исследователи еще не готовы к клиническим испытаниям. Ключевая проблема — предотвращение иммунной реакции организма. Возможно, это главное препятствие удастся преодолеть, используя для восстановления островков взрослые стволовые клетки селезенки, и восстановленная продукция инсулина станет реальностью.
Факторы роста
Исследование проведенные и на животных, и на людях предлагают совершенно иной подход к регенерации островковых клеток, а именно очистку естественных факторов роста и использование их для стимулирования регенерации островковых клеток. Использование факторов роста могло бы позволить избежать трансплантации тканей, затрагивая только процесс роста и созревание клеток. Но и в этом случае велика вероятность того, что через какое-то время этот процесс может привести к развитию опухоли.
Трансплантация поджелудочной железы и островковых beta — клеток
Положение о трансплантации поджелудочной железы и трансплантации островков в лечение диабета, несомненно, лучше всего представлено в стандартах Американской Диабетической Ассоциации (АДА) обнародованных в 2003.
Пациентам с диабетом, которым по жизненным показаниям необходима пересадка почек, трансплантация поджелудочной железы рекомендуется, в том случае, когда нет противопоказаний к такой трансплантации. Следует предлагать одновременную пересадку почек и поджелудочной железы. Пересадку одной поджелудочной железы, нужно предложить, когда, несмотря на проведение оптимальной инсулинотерапии, у пациента наблюдаются серьезные метаболические расстройства.
Успешная трансплантация поджелудочной железы нормализует гипергликемию, устраняет потерю чувствительности к признакам приближающейся hypoglycemia, снижает риск развития микро — и макро — сосудистых осложнений, повышает качество жизни, и улучшает показатели выживаемости для людей с автономными дисфункциями (включая признаки типа gastro paresis, пониженного артериального давления, связанной с диабетом диареи…)
В руководстве говорится о том, что трансплантация островковых культур должна использоваться только для исследовательских целей.
В июле 2000, Джеймс Шапиро, со своими коллегами из Университета Альберты в канадском городе Эдмонтоне опубликовал сенсационную статью в Медицинском Журнале Новой Англии. Они рассказывают о том, как они выполнили успешные пересадки островковых клеток семи пациентам с диабетом 1ого типа, используя нестероидные иммунодепрессанты и очень большое количество островковых клеток. Этот метод теперь известен как «Эдмонтонский Протокол». Его суть заключается в следующем. Островки Langerhans, взятые из поджелудочных желез доноров, вводятся в печень получателя, где они продолжают производить инсулин. Большинству пациентов для пересадки потребовалось такое количество островковых клеток, которое не удавалось получить из поджелудочной железы одного человека — донора.
За 4 года «эдмонтонская команда» провела трансплантацию 50 пациентам, придерживаясь высоких стандартов «Эдмонтонского Протокола». Более 80 процентов их пациентов остаются инсулиннезависимыми на протяжении года при одной повторной пересадке, а 75 процентов не нуждаются в инъекциях инсулина на протяжение трех лет.
Новыми исключительно строгими руководящими принципами регламентируется процесс очистки островковых культур.
Теперь любой центр, желающий выполнять пересадку островковых клеток должен иметь средства обслуживания, которые строго соответствуют спецификации «Эдмонтонского Протокола». Часто необходимо строительство новых лабораторий. Однако первые пересадки островковых клеток увенчались существенным улучшением качества жизни пациентов. И сейчас во многих центрах пациенты проходят предварительную интенсивную подготовку, необходимую для осуществления пересадки островковых клеток.
Основываясь на заслуживающих доверия данных об исследованиях, в ходе которых достигнуты значительные успехи, должно ли пересмотреть рекомендации АДА?
Кажется разумным предложить трансплантацию островков, когда трансплантация поджелудочной железы противопоказана людям, которым рекомендована трансплантация почек. Точно так же кажется разумным предложить трансплантацию островков людям, которые испытывают серьезные метаболические расстройства, несмотря на проведение оптимальной инсулинотерапии.
Трансплантацию островков все чаще рассматривают как терапевтический выбор для людей с диабетом. Поэтому разумным кажется заключение, что этот метод не может и дальше рассматриваться как сугубо научный.
По материалам «Diabetes voice” подготовлено Валентиной Очеретенко вице-президентом IDF