Опасные союзники: стволовые клетки могут запустить развитие опухоли
Сейчас стволовые клетки в России разрешено применять для лечения некоторых заболеваний. Запрет на их использование был снят в 2010 году. Однако до сих пор нет достаточных оснований для того, чтобы признать введение стволовых клеток абсолютно безопасным. Ученые Курчатовского института провели исследование на животных и выяснили, что стволовые клетки могут стимулировать развитие опухоли, а после облучения трансформироваться в опухолевые клетки и вызывать рак.
Стимулировать опухоль
Использование стволовых клеток (СК) для восстановления организма на сегодняшний день является актуальным направлением в лечении некоторых заболеваний. Однако полный спектр побочных действий СК пока не изучен, а некоторые из них могут представлять реальную угрозу здоровью. В частности, биологи из Курчатовского института выяснили, что стволовые клетки способны провоцировать рост опухолей.
Чтобы выяснить это, ученые провели следующий ряд экспериментов. Одной группе лабораторных мышей исследователи привили опухоль молочной железы. Другой группе ввели подкожно смесь опухолевых клеток и предварительно облученных в малых и сублетальных дозах стволовых клеток жировой ткани. Для третьей группы использовали смесь опухолевых клеток и необлученных СК жировой ткани. Четвертой группе ввели просто необлученные стволовые клетки из жировой ткани. Через неделю исследователи начали анализировать динамику появления и роста опухолей.
У первых трех групп подопытных животных опухоли начали расти. Спустя всего месяц после начала эксперимента у грызунов из второй и третьей группы опухоли были уже в 5-10 раз больше, чем у подопытных из первой группы. А у мышей из последней группы не произошло образования спонтанных опухолей даже через полгода после начала эксперимента.
— Дело в том, что при культивировании (процесс, в котором клетки выращиваются в питательной среде при контролируемых условиях — "Известия") стволовые клетки выделяют в питательную среду широкий спектр биологически активных молекул, оказывающих различные эффекты на окружающие ткани, - пояснила начальник отдела клеточной биологии, иммунологии и молекулярной медицины НИЦ "Курчатовский институт" Алла Родина. - Среди таких молекул есть факторы роста, стимулирующие деление находящихся рядом клеток.
Поэтому, по заключению Аллы Родиной, введение стволовых клеток пациенту возможно только после полного исключения присутствия у него новообразований.
Источник опасности
Однако стволовые клетки могут стать опасными и во время лечения – при облучении опухолей. Чтобы понять, какие из клеток наиболее подвержены мутации и какие дозы представляют особую опасность, исследователи из Курчатовского института изучили действие излучения на стволовые клетки лабораторных животных. Ученые исследовали действие гамма-излучения и нейтронов, именно они используются в медицине для лечения злокачественных опухолей.
В этой серии экспериментов биологи облучали стволовые клетки, взятые из жировой ткани, костного и головного мозга лабораторных мышей. Потом анализировали уровень образования двунитевых разрывов ДНК. Принципиально было изучить именно двунитевые разрывы, так как однонитевые способны быстро и правильно восстановиться, то есть воспроизвести изначальную структуру цепочки. Появление же двунитевых — с большой вероятностью приводит к появлению мутаций.
Оказалось, что количество двунитевых разрывов под действием нейтронного излучения в дозе 0.5 Гр было в два раза выше, чем под действием гамма-квантов. Впрочем, известно, что нейтронное облучение в целом более повреждающее, так как эти частицы тяжелые и выделяют больше энергии при прохождении через ткани организма. С повышением дозы обоих видов излучения количество разрывов ДНК возрастало.
Отличалась между собой и реакция различных типов стволовых клеток на одинаковые дозы одного и того же вида облучения. Согласно экспериментам, скорость восстановления двунитевых разрывов ДНК стволовых клеток костного мозга ниже, чем стволовых клеток жировой ткани и головного мозга, как сообщает младший научный сотрудник лаборатории клеточной биологии и молекулярной медицины Курчатовского института Юлия Семочкина. По словам эксперта, окончательные выводы делать рано, тем более что опыты проводились с использованием стволовых клеток экспериментальных животных, а не человека. Но полученные результаты позволили заключить, что стволовые клетки костного мозга медленнее восстанавливаются после облучения, и в них больше вероятность возникновения онкогенных мутаций.
— Безусловно, исследования безопасности применения стволовых клеток для терапии различных заболеваний — очень актуальное направление, — отметил руководитель лаборатории генных и клеточных технологий института фундаментальной медицины и биологии КФУ Альберт Ризванов. — В то же время, данные, получаемые учеными всего мира, по злокачественной трансформации стволовых клеток, культивируемых вне организма, зачастую противоречивы. Одни группы исследователей сообщают о мутации клеток в опухолевые, другие — о том, что никакая онкологическая трансформация им не грозит.
Но в любом случае очень важно понимать фундаментальные процессы, которые происходят при воздействии радиации на стволовые клетки, считает эксперт. И поэтому исследования коллег из Курчатовского института имеют значение как для фундаментальной науки, так и для практического здравоохранения.
