В Японии будет создан банк стволовых клеток для терапевтических целей

12.08.2012

2211

Прогресс в области терапии стволовыми клетками в настоящее время происходит довольно медленно: задержки связаны с исследовательскими проблемами, а также этическими и правовыми барьерами. Однако пионер в области исследования стволовых клеток Шиниа Яманака (Shinya Yamanaka) из Университета Киото (Kyoto University, Япония) планирует, используя десятки тысяч образцов пуповинной крови, хранящихся в криобанках по всей стране, создать Банк иПСК (iPS Cell Stock), клетки из которого будут применяться в терапевтических целях. Создание такого банка стволовых клеток переместит Японию на ведущие мировые позиции в области внедрения новаторских биомедицинских технологий.

Давняя мечта Яманака осуществилась в прошлом месяце, когда комитет министерства здравоохранения Японии разрешил создавать линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (induced pluripotent stem cells, iPS, ИПСК) из клеток пуповинной крови. Джордж Дэли (George Daley), эксперт в области биологии стволовых клеток из Гарвардской Медицинской Школы (Harvard Medical School, США), называет план Яманака по созданию банка иПСК в медицинских целях «смелым решением». Однако некоторые ученые считают, что иПСК еще рано применять в клинической практике.

В 2006 г. Яманака впервые в мире продемонстрировал, что можно индуцировать превращение зрелых клеток мышиной кожи в стволовые клетки [1], способные образовывать любые ткани организма. В 2007 г. он успешно повторил эксперимент на клетках человека [2]. Предложенный способ получения стволовых клеток не только позволяет обойти этические проблемы, связанные с уничтожением человеческих эмбрионов, но и решает проблему отторжения трансплантированных клеток организмом, поскольку иПСК можно получать индивидуально для каждого пациента.

Каждый год Япония тратит десятки миллионов долларов США на финансирование восьми долгосрочных исследовательских проектов, направленных на создание методов, позволяющих использовать иПСК в клинической практике. В число этих проектов входит проект стоимостью 2,5 млн. долларов США в год, осуществляемый в Центре Исследований и Применения иПСК при Университете Киото (Kyoto University’s Center for iPS Cell Research and Application, CiRA, Япония), руководителем которого является Яманака. Этот проект направлен на лечение с помощью иПСК пациентов с болезнью Паркинсона, и через три года должны начаться клинические испытания нового метода лечения. Кроме того, в следующем году в Центре Биологии Развития RIKEN (RIKEN Center for Developmental Biology, Япония) планируют начать первое клиническое испытание метода восстановления поврежденной сетчатки человеческого глаза с применением иПСК.

В этих клинических исследованиях не будут использоваться клетки из банка Яманака. Но если будет доказана безопасность и эффективность применения иПСК для лечения заболеваний человека, могут возникнуть трудности с обеспечением достаточного количества клеток из-за резко возросшего спроса на них. Получение и тестирование каждой клеточной линии иПСК, индивидуально полученной для пациента, может длиться до шести месяцев, а финансовые затраты могут составить десятки тысяч долларов.

К 2020 г. Яманака планирует создать стандартный набор из 75 линий иПСК, которые при необходимости можно будет применять для приблизительно 80% населения Японии. Для этого потребуется найти доноров, имеющих две идентичные копии каждого из трех ключевых генов, кодирующих поверхностные белки иммунных клеток, называемые человеческими лейкоцитарными антигенами (HLAs). По расчетам Яманака, чтобы найти 75 подходящих доноров, нужно будет изучить образцы крови 64 тыс. человек.

Использование крови из восьми японских банков пуповинной крови облегчит эту задачу. В банках хранится около 29 тыс. образцов крови с уже установленными белками HLA. Сейчас Яманака ведет переговоры о том, чтобы ему предоставили допуск к образцам, непригодным для использования в медицинских целях. Но остается не ясным, должны ли банки получить дополнительное информированное согласие от доноров на использование крови с целью получения иПСК. Дело в том, что большинство доноров предоставило свою кровь при условии ее дальнейшего использования для лечения больных лейкемией или в научных целях при исследовании этого заболевания. Каждый банк сам для себя определит, требуется ли получать дополнительное информированное согласие.

Яманака уже оснастил необходимым оборудованием помещение на втором этаже CiRA и ожидает этического одобрения на создание банка от Университета Киото. По словам Такафуми Кимура (Takafumi Kimura), биолога из CiRA, возглавляющего группу анализа HLA проекта по созданию Банка иПСК, команда надеется уже к марту следующего года получить первую клеточную линию. Эта линия иПСК будет иметь набор белков HLA, подходящих для 8% населения Японии.

Проект Яманака обладает большим преимуществом, поскольку жители Японии не отличаются высоким генетическим разнообразием. В других странах терапевтические банки иПСК должны быть больше, и их создание должно стоить дороже. Большинство банков иПСК, расположенных за пределами Японии, специализируется на хранении клеток, полученных от пациентов, страдающих различными заболеваниями. Эти клетки предназначены для использования главным образом в исследовательских, а не в терапевтических целях. Например, в Калифорнийском Институте Регенеративной Медицины (The California Institute for Regenerative Medicine, CIRM, США), расположенном в Сан-Франциско, планируется хранить около 3 тыс. клеточных линий, которые затем будут распространяться среди ученых.

По словам Алана Троунсона (Alan Trounson), президента CIRM, клинические испытания иПСК являются преждевременными, поскольку многие аспекты биологии этих клеток остаются неизвестными. По его мнению, ученые не могут гарантировать положительный результат воздействия иПСК на организм человека. Поскольку этот тип клеток получают из дифференцированных клеток организма, они могут нести генетические мутации или иметь другие дефекты. А Ирвинг Вайсман (Irving Weissman), специалист в области биологии стволовых клеток из Стэндфордского Университета (Stanford University, США), предупреждает, что иПСК, полученные из клеток крови, способны образовывать опухоли [3].

По мнению Кимура, при получении клеточных линий иПСК необходимо избегать белых клеток крови, которые могут вызвать образование опухоли. Он также подчеркнул, что ученые будут тщательно соблюдать все необходимые требования безопасности. «Мы создаем национальный ресурс. Он должен быть безопасным, и люди должны ему доверять», - говорит он.

Джордж Дэли, в прошлом месяце посетивший CiRA, высоко оценил проект японских коллег. По его мнению, несмотря на трудности, связанные с обеспечением безопасности получаемых клеточных линий иПСК, проект должен быть успешным.