Новаторское исследование стволовых клеток стремится вылечить детей до рождения
Еще до того, как она родилась, Элиана Константино уже обманула смерть. У Элианы есть редкое наследственное заболевание крови, называемое альфа-талассемией, которое предотвращает образование эритроцитов. Болезнь, у которой нет лекарств, обычно смертельна для развивающегося плода.
Но все еще находясь в утробе матери, Элианна получила очень смелое лечение. Врачи изолировали здоровые стволовые клетки крови от ее матери и вводили их через кровеносный сосуд, который проходит по пуповине. Четыре месяца спустя, Элианна родилась вопреки имевшимся разногласиям.
Элианна является первой в новаторском клиническом исследовании, которое раздвигает границы трансплантации стволовых клеток. Во главе с доктором Типпи Маккензи, педиатром и фетальным хирургом в детской больнице UCSF Benioff в Сан-Франциско, дерзкое испытание ставит вопрос: что, если бы мы могли вылечить людей от наследственных заболеваний до их рождения?
С 1990-х годов врачи задавались вопросом, можно ли провести трансплантацию стволовых клеток плода до рождения. Многие унаследованные болезни крови потенциально могут быть вылечены таким образом: Альфа—талассемия, бета-талассемия (более распространенный вариант) или большая болезнь серповидных клеток, при которой красные кровяные клетки превращаются в острые серповидные формы, которые повреждают кровеносные сосуды и предотвращают эффективную доставку кислорода.
Идея, что вы можете лечить плод, находящийся в утробе матери, довольно радикальна. Врачи давно думали, что зародыши заключены в непроницаемый защищенный барьер, который помогает защитить развивающегося человека от внешних вмешательств.
Ранние эксперименты с трансплантацией стволовых клеток плода, казалось, поддерживали догму. Большинство испытаний с использованием стволовых клеток отца не удались, что заставило врачей поверить, что процедура не может быть выполнена.
Но последующие исследования на животных обнаружили важнейшую информацию: иммунная система матери, а не плода, отвергала стволовые клетки отца.
Вместо того, чтобы быть помещенным в карантин, плод непрерывно обменивается клетками со своей матерью, настолько, что фетальные клетки могут быть фактически изолированы от кровотока матери.
Причина этого заключается в том, чтобы успокоить иммунную систему обеих сторон. Поскольку плод имеет часть ДНК отца, он делает часть их клеток чужеродными для матери. Эта обратная и прямая торговля клетками «учит» как иммунную систему мамы, так и эмбриональную иммунную систему, чтобы успокоиться: хотя клетки не являются полным генетическим соответствием, клетки плодов будут терпеть клетки их матери и наоборот. Таким образом, во время беременности эмбриональная иммунная система удерживается против атаки на клетки матери.
Это гармоничное перемирие меняется после рождения ребенка. Иммунная система ребенка приводится в действие, атакуя любые клетки, которые чужды его организму. После рождения трансплантация костного мозга требует лекарств, чтобы убить собственные клетки костного мозга ребенка и освободить место для здоровых. Оно также требует, что большие дозы имунносупрессивных препаратов для подавления имунной системы младенца пока новые, здоровые клетки выполняют свою работу.
Но исследования на животных также дали проблеск надежды: плоды являются идеальными кандидатами для трансплантации стволовых клеток. И их матери, если они здоровы, являются идеальными донорами.
Родители Элианны знали, что что-то не так с их ребенком в 18 недель. На УЗИ обнаружили увеличенное сердце в два раза и жидкость в легких и других органах. Ее мозгу, казалось, не хватало кислорода, хотя кровь неслась через орган аномально быстро. Все признаки указывают на Альфа-талассемию.
Возможности лечения были ограничены. Элианна могла получить переливание крови, чтобы заменить ее деформированные красные кровяные тельца, которые переносят кислород по всему телу. Если она родится живой, ей понадобятся эти кровяные замены на протяжении всей жизни. И даже тогда риск значительного повреждения мозга будет высоким.
Но был и положительный момент: у матери Элианны была здоровая копия генов, способствующих развитию Альфа-талассемии. Болезнь включает в себя два основных Гена, каждый с двумя копиями. Чтобы симптомы проявились, все четыре копии должны быть плохими. Поскольку у мамы были здоровые копии, ее стволовые клетки также были здоровыми, что теоретически могло производить функциональные эритроциты для ее плода.
Команда взяла образец костного мозга от матери Элианны, изолируя стволовые клетки крови. У этих клеток есть потенциал стать клетками крови любого типа. Примерно 50 миллионов из этих здоровых клеток были введены через брюшную полость мамы в пупочную вену во время переливания крови. После освобождения клетки могут циркулировать с кровью и превращаться в здоровые зрелые клетки крови.
Стволовые клетки добираются до костного мозга, как маленькие торпеды. Чем больше количество трансплантированных клеток, тем выше вероятность того, что здоровые стволовые клетки матери могут исправить дефекты плода.
На данный момент команда не знает, полностью ли вылечена Элиана. До сих пор в ее молодой жизни ей все еще нужно переливание крови каждые три недели, но команда обнаружила стволовые клетки своей матери в ее кровотоке.
Следующий шаг заключается в том, чтобы увидеть, являются ли клетки мамы постоянно встроенными в костный мозг ее ребенка - так называемое ”приживление " - и могут ли эти клетки генерировать здоровые клетки крови на протяжении всей жизни ребенка?
Команда планирует продолжить оптимизацию протокола лечения, чтобы потенциально увеличить вероятность успешного внедрения стволовых клеток.
” Если мы обнаружим, что это безопасно и эффективно для этого одного заболевания, мы надеемся применить его к множеству других заболеваний крови, наиболее распространенным из которых будет серповидноклеточная болезнь"
Испытание Маккензи - это лишь одна из иллюстраций того, как быстро развивается медицина плода—когда—то считавшаяся невозможной. Ранее в этом году команда успешно предотвратила рождение трех детей с редким генетическим заболеванием без потовых желез. В этом случае плодам вводили белок, который их тела не могли произвести сами—хотя белковый препарат не работал у детей, он позволял плодам развивать потовые железы, которые имеют решающее значение для поддержания температуры тела.
Результаты исследования показывают, что определенные генетические нарушения можно обнаружить на ранней стадии—задолго до рождения, когда плод претерпевает быстрые изменения в развитии.