Сегодня расскажу о своей работе - для чего и как трансплантируют стволовые клетки костного мозга пациентам с онкогематологическими заболеваниями - лейкоз, лимфома, миелома и др.
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 для жизни осложнений. Снижение количества тромбоцитов ведет к кровотечениям, а снижение лейкоцитов - к тяжелым инфекциям. Поэтому для восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии трансплантируют кроветворные стволовые клетки. Для внедрения данного метода лечения в Ханты-Мансийском округе был создан НИИ клеточных технологий.
(1 - криохранилище и лаборатории расположены в Ханты-Маснийске в этом домике, который мы любя называем коттедж)
Чаще всего стволовые клетки заготавливаются заранее у самого пациента, ведь собственные клетки лучше всего преживутся после трансплантации. Выделение стволовых клеток из организма на время химиотерапии выводит их из под "удара" больших доз препаратов. Получают клетки не напрямую из костного мозга, так как данный орган у больного содержит онкогенные клетки. 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. Данную процедуру проводят сотрудники НИИ клеточных технологий на выезде в Гематологическом центре г. Сургут или в Онкологическом центре г. Ханты-Мансийск и 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. Добавляют криопротектор к трансплантату через "закрытую систему", которая исключает контакт биоматериала с окружающей средой. Кроме того, данная процедура выполняется в условиях "чистой зоны", стерильность которой выше, чем в операционных хирургического отделения. 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 трансплантат замораживают 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 - подсчет стволовых клеток методом лазерной проточной цитометрией)
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. На следующем фото я как раз вношу стволовые клетки в питательной среде на чашку петри:
(11)
А вот так через 2 недели выглядят колонии из тысяч клеток выращенных всего из одной стволовой клетки. В данном случае - молодые эритроциты:
(12 - колонии созревающих клеток)
Полученные данные позволяют оценивать способность стволовых клеток восстанавливать кроветворение, а также оптимизировать процессы их получения и криоконсервации, что являются целью научно-исследовательской деятельности НИИ клеточных технологий.
В перспективе планируется внедрение донорской трансплантации костного мозга. Для этого на базе НИИ клеточных технологий запущена лаборатория генотипирования для подбора совместимых пар "донор-реципиент". Кроме того данная лаборатория принимает участие в подобре совместимых пар "донор-реципиент" при траснплантации почки в ОКБ г. Ханты-Маснийск.
(13 - моя супруга в лаборатории генотипирования)
Всего за 6 лет с момента создания НИИ клеточных технологий жителям ХМАО выполнено более 100 трансплантаций. Все пациенты были выписаны из стационаров в состоянии ремиссии. Некоторые из них ведут активный образ жизни, работают, а в их семьях появляются дети.
Сейчас веду переговоры о подготовке аналогичного фоторепортажа трансплантации почки. Чтобы не пропустить публикацию - подписывайтесь на самый интересный блог о медицине!
Поделитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях - это способствует развитию golos.io
Спасибо.
Вопрос по близкой теме: можно ли взять у человека условно одну стволовую клетку и сделать их неё много новых, но при этом не сокращая длину теломеры в итоговых клетках? Те нарастить их так что-бы клетки были условно молодыми?
Например, зигота - являясь истинно стволовой клеткой - многократно делится с получением большого количества эмбриональрных стволовых клеток. А из них образуется целый организм из миллиардов клеток. При этом проблема уменьшения длины теломер не актуальна, так как они активно наращиваются ферментом теломеразой.
Из тканей человека можно получить бессмертные клеточные линии стволовых клеток. Например, существует клеточная линия, полученная от человека, который умер 60 лет назад. Как-нибудь расскажу об этом подробнее.
Про 60 летнюю знаю, но там именно раковые клетки.
Из ткани имеется ввиду индуцированные стволовые клетки? И им можно теломеразой нарастить теломеры и размножить в любом количестве?
Клетки опухоли - это пример стволовых клеток, но вышедших из под контроля со стороны макроорганизма. В любых быстро делящихся клетках активность теломеразы повышается. Активность теломеразы можно повышать в клетках искусственно. Но укорочение теломерных концов или снижение активности теломеразы в клетках не является первопричиной старения и смерти макроорганизма. Как-нибудь напишу пост о биохимии бессмертия, где расскажу о фундаментальных причинах старения.
Глобально конечно не является, но это один из факторов - если мы сможем безопасно размножать стволовые клетки то это может быть инструментом омоложения и замены отдельных органов и возможно глобально организма. Это лишь одно из направлений по лечению старения, но оно тоже весьма любопытно.
Очень интересно.. и пост и комментарии читала с удовольствием.
Нашла ответы на свои же вопросы). Подписываюсь на Ваш блог! )
А правда ли, что стволовые клетки используются также для омолаживания организма, и что могут привести при этом к раку? Некоторое время назад это активно обсуждалось, сейчас вроде поменьше. Но среди применявших стволовые клетки назывались такие умершие артисты, как Анна Самохина, Любовь Полищук, Олег Янковский, Александр Абдулов... Возможно Жанна Фриске
Опухоль состоит как раз из стволовых клеток находящихся на разных этапах созревания. Поэтому при их трансплантации всегда есть риск спровоцировать онкологию. Этот фактор значительно тормозит внедрение клеточных технологий в клиническую практику - предварительно каждая методика тестируется на животных.
Я так и думал, что это небезопасно((
Объективно говоря большая часть клиник по "омоложению" стволовыми клетками на данный момент это чисто лохотрон. Хотя сама технология имеет хороший теоретический потенциал.
Может быть вы знаете, каким образом стволовые клетки превращаются в другие? Что их к этому подталкивает?
В организме стволовая клетка получает сигналы от биохимических стимуляторов. Эти стимуляторы производятся эндокринной, нервной, иммунной и др. системами. В зависимости от стимулятора стволовая клетка может начать размножаться и/или превращаться в зрелые клетки.
Например, при большой кровопотере почки вырабатывают эритропоэтин, который является мощным стимулятором деления стволовых клеток в костном мозге и их созревания в эритроциты.
Травма кожи ведет к выбросу содержимого разрушенных клеток в окружающие ткани и кровь, что способно активировать иммунные клетки, которые в свою очередь вырабатывают цитокины вызывающие деление стволовых клеток в коже и их созревание в клетки кожи.
Насколько всё таки у нас умный организм, просто удивительная какая-то саморегуляция. Интересно, как ему можно помочь, чтобы он подольше продержался)))
Достаточно не нарушать этот баланс. Ткани и органы возобновляются через две фазы - разрушение старых тканей и генерация на их месте новых. Эти фазы в норме синхронизированы через солнечный свет с суточными, месячными и сезонным биоритмами. Когда внутренние биоритмы теряют связь с внешними ритмами планеты, то рано или поздно происходит рассогласование работы нервной, иммунной, эндокринной систем, которые и управляют сменой фаз утилизации старых тканей и генерацией новых. Я планируют написать на эту тему отдельный пост.
и первым делом пригласите почитать @dr2073 , который постоянно меняет циклы совы и жаворонка)) Зато, сны какие снятся!))
Может ли это говорить о том, что "совы" попадают в группу риска по "рассогласованию работы нервной, иммунной, эндокринной систем"?
Спасибо за интересный материал!
Вот вы пишите: "После химиотерапии пациент находится в стерильном помещении до тех пор, пока не восстановится кроветворение". О каком периоде идет речь?
Мой коллега ездит на химиотерапию утром в больницу, вечером домой. Ни о какой стерильности речь не идет. Или она нужна не во всех случаях?
Напишите еще о доступности услуг этой клиники. Это только для жителей ХМАО? Или клиника платная, но для всех?
Ваш коллега получает стандартную химиотерапию, когда дозировки препарата небольшие. Значит ему достаточно данных дозировок. Но у некоторых пациентов опухолевые клетки продолжают размножаться на фоне стандартных дозировок, и тогда врачи принимают решение о высокодозной химиотерапии с поддержкой трансплантацией стволовых кроветворных клеток. В таких случаях период пребывания в стерильной палате составляет обычно 1-3 недели, пока не восстановится количество лейкоцитов крови выше определенного уровня.
Да, у нас окружное учреждение. Вопрос лечения пациентов из других регионов решается индивидуально.
Не смог ответить вам в другой ветке (система не дает из за большой глубины диалога), поэтому отвечу сюда:
Если человек спит днем, то необходимы шторы или жалюзи обеспечивающие блэкаут, а ночью на пике бодорствования использовать "холодный" свет.
...репортаж замечательный!...ни разу не пожалел, что сразу на Вас подписался...и простите меня, что все время задаю какие-то дополнительные вопросы, но ведь лучше задавать их человеку в этом понимающему, чем читать новости от людей, которые рассуждают обо всем поверхностно!!!..на сей раз вопрос конкретно по этой теме: а вот скажите, стволовые клетки полностью уже изучены, или все-таки есть какие-то пробелы в их понимании ????
Стволовые клетки с точки зрения морфологии - самые просто устроенные. Поэтому сами по себе они хорошо изучены. В культуральной чашке из них можно получить зрелую клетку практически любой ткани воздействуя различными биохимическими агентами.
В организме стволовая клетка размножается, а ее потомки, получая сигналы от окружающих тканей, превращаются в клетки их окружающие. Но как поведет себя стволовая клетка после введения в организм человека - это до сих пор вопрос сложный и изучается. Даже перенос данных клеток из одной части тела в другую в приделах одного организма не гарантирует, что стволовая клетка благополучно приживется и даст регенерацию новой для себя ткани. Кроме того возможен и негативный сценарий, когда опухолевая клетка начнет бесконтрольно делиться, а ее потомки, из за быстрого деления не успевая созревать, могут сформировать опухоль.
С учетом сегодняшнего уровня биомедицинской науки я приемлю использование стволовых клеток в клинических направлениях, где данные методы хорошо апробированы и доказали свою безопасность и эффективность. Одним из таких направлений - трансплантация стволовых клеток с целью восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии. Существует риск, что из трансплантированных клеток может развиться новый опухолевый очаг. Однако средняя продолжительность жизни пациентов на несколько лет выше после проведения данного лечения, чем у пациентов его не получивших.
интересно пишите! и за фотографии спасибо - прямо погружаешься в реальность в вашей профессии.