Как трансплантируют стволовые клетки

Расскажу о своей работе в НИИ клеточных технологий - для чего и как выполняется трансплантация стволовых клеток пациентам с онкогематологическими заболеваниями - лейкоз, лимфома, миелома и др.
(1 - суспензия стволовых клеток)


Для лечения данных заболеваний применяется химиотерапия, которая уничтожает все частоделящиеся клетки, прежде всего - опухолевые. Однако быстро делятся и здоровые стволовые клетки, за счет которых происходит обновление тканей и органов - они также чувствительны к химиотерапии. Поэтому в результате химиотерапии останавливается регенерация эпителия желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, кожи и волосяных фолликулов, а также временно прекращается обновление крови. Но если остановку регенерации в большинстве органов пережить можно, то прекращение кроветворения может стать причиной опасных осложнений. Снижение количества тромбоцитов ведет к кровотечениям, а снижение лейкоцитов - к тяжелым инфекциям. Поэтому для восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии необходимо выполнить трансплантацию кроветворных стволовых клеток.

Чаще всего стволовые клетки заготавливаются заранее у самого пациента - тем самым их выводят из-под "удара" химиотерапии. Получают клетки не напрямую из костного мозга, так как данный орган у больного содержит много онкогенных клеток. С помощью специальных препаратов стволовые клетки "выгоняют" из костного мозга в кровообращение. Затем путем постоянного отбора крови из вены пациента стволовые клетки осаждают с помощью аппаратного центрифугирования, а оставшиеся фракции крови возвращают в кровообращение. Выглядит это следующим образом:
(2 - пакет с заготовленными клетками висит в правом верхнем углу кадра)


Данную процедуру продолжаем 4-8 часов пока не наберем необходимое количество кроветворных стволовых клеток - не менее 3-4 миллионов на килограмм массы пациента. Такое количество клеток достаточно для успешного восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии.

Затем полученный трансплантат необходимо сохранить на несколько недель, пока будет выполняться химиотерапия. Для этого клетки замораживают в жидком азоте и хранят при температуре -195 С. Однако кристаллизация трансплантата во время замораживания может повредить значительную часть клеток, и дальнейшая трансплантация не позволит восстановить кроветворение у пациента. Для снижения кристаллообразования в трансплантат добавляется криопротектор - специальный препарат, молекулы которого блокируют формирование кристаллической структуры воды. Добавление криопротектора к трансплантату выполняется через "закрытую систему", которая исключает контакт биоматериала с окружающей средой. Кроме того, данная процедура выполняется в условиях "чистой зоны". Напомню, что трансплантат будет вводиться пациенту с "выключенным" иммунитетом в результате химиотерапии, поэтому попадание малейшей инфекции влечет опасные для жизни осложнения.
(3 - подготовка стволовых клеток к замораживанию в чистой зоне)


После каждой манипуляции с трансплантатом отбираются пробы для лабораторного контроля количества стволовых клеток, их способности к кроветворению и контроля стерильности. Все пробы передаются в лабораторию через шлюз, исключающий загрязнение чистой зоны.
(4 - расфасовка трансплантата и добавление криопротектора, шлюз в лабораторию)


Затем выполняется замораживание трансплантата с помощью программного замораживателя, который позволяет управлять подачей паров жидкого азота по оптимальной программе для снижения кристаллообразования.
(5 - программный замораживатель)


Далее замороженный трансплантат помещают в хранилище с жидким азотом. При температуре -195 С трансплантат хранится, пока пациент получает химиотерапию. Обычно хранение длится недели-месяцы, но потенциально стволовые клетки могут храниться годами без снижения их жизнеспособности, так как при данной температуре никакие биохимические процессы или рекристаллизация воды невозможны.
(6 - криохранилище)


После химиотерапии пациент находится в стерильном помещении до тех пор, пока не восстановится кроветворение. Здесь же происходит трансплантация. Трансплантат извлекается из жидкого азота и размораживается в течение 1 минуты на водяной бане при +40 С:
(7 - размораживание)


Собственно трансплантация - это струйное введение стволовых клеток в кровообращение пациента:
(8 - трансплантация)


Проходя через костный мозг пациента, гемопоэтические стволовые клетки способны закрепляться в специальных нишах, где, получая разного рода стимулирующие сигналы, начинают активно делиться и превращаться в эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Как правило, через пару недель пациента переводят в обычную палату.

Скорость восстановления кроветворения зависит от количества стволовых клеток и их способности к кроветворению. Данные параметры оцениваются в лаборатории проточной цитометрии, так как под микроскопом невозможно отличить стволовые клетки от лимфоцитов. С помощью специальных красителей и лазерной технологии анализатор распознает стволовые клетки и считает их количество:
(9 - проточная цитометрия, подсчет стволовых клеток)


Если заготовленное количество клеток недостаточно для успешного восстановления кроветворения, то процедуру их получения повторяют. Кроме того в культуральной лаборатории оценивается способность стволовых клеток к делению и созреванию. Вот как выглядят колонии выращенные всего из одной стволовой клетки - она дала тысячи новых клеток, которые постепенно созревают в эритроциты:
(10 - колонии созревающих клеток)


Полученные данные позволяют оценивать способность стволовых клеток восстанавливать кроветворение, а также оптимизировать процессы их получения и криоконсервации.

В перспективе планируется внедрение донорской трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Для этого запущена лаборатория генотипирования для подбора совместимых пар "донор-реципиент":
(11 - лаборатория генотипирования)


Из трансплантированных донорских клеток у пациента формируется донорская иммунная система, которая способна подавлять рост опухолевого клона. Таким образом донорские клетки не только восстанавливают кроветворение, но и оказывают терапевтический эффект. Однако на данный момент донорская трансплантация пока очень слабо развита в России из-за отсутствия федерального регистра доноров. Поэтому большинство пациентов вынуждены обращаться в зарубежные регистры доноров и платить за трансплатат более 1 млн. рублей. Но даже несмотря на гигантский размер немецкого регистра (6 млн. доноров) нашим пациентам порой сложно найти совместимого донора из-за национальных особенностей генотипа. Недавно запущен проект по созданию национального регистра - протипировано 37 000 потенциальных доноров, а счет трансплантаций уже пошел на десятки. Каждый из вас способен сделать свой вклад в развитие национального регистра и стать потенциальным донором костного мозга. Возможно, когда-нибудь данный регистр спасет жизнь близкого вам человека.

Источник: polonsil.ru

уникальные шаблоны и модули для dle