Вы являетесь медицинским работником? Для полного доступа к медицинской информации войдите или зарегистрируйтесь.
Дебаты о стволовых клетках, органоидах и трансдифференцировке
Надежда ученых или иллюзии клиницистов?
Вместо пересадки сердца — вырастить новый миокард. Вместо ожидания донора — создать печень или почки из собственных клеток пациента. Регенеративная медицина обещает революцию: ученые в лабораториях уже создают бьющиеся мини-сердца, пересаживают нейроны и превращают фибробласты в функциональные клетки мозга.
Готово ли медицинское сообщество к массовому введению этих технологий в практику — изучили противоположные мнения.
Вы узнаете:
- Терапия будущего vs наука в пробирке
- Универсальный инструмент vs этический и биологический риск
- Шанс для сложных болезней vs лабораторная замкнутость
Терапия будущего vs наука в пробирке
Скептическая позиция
Большая часть новостей о регенеративной медицине касается исследований на доклинических стадиях. Перевести их в практику мешают серьезные ограничения:
Высокая стоимость: чтобы производить iPSC-ткани (induced pluripotent stem cells — клетки, которые получают из обычных зрелых клеток человека путем перепрограммирования), нужна специальная лаборатория, дорогостоящее оборудование и материалы1.
Кадровый дефицит: чтобы внедрить технологию, нужны узкопрофильные специалисты — клеточные технологи, молекулярные биологи, эксперты по качеству. Их нужно нанять и обучить: работа с iPSC и органоидами требует опыта в клеточных технологиях, геномном редактировании, контроле качества и соблюдении стандартов GMP. Долгая подготовка и высокая конкуренция за таких специалистов ограничивают скорость внедрения технологий даже при наличии финансирования и оборудования.
Не до конца изученная безопасность: сохраняются риски онкогенности и нежелательной дифференцировки. Например, в случае с кардиоимплантами из iPSC, пересаженными в 2018 году пациентам с сердечной недостаточностью, улучшение функции сердца зафиксировано, но данных о долгосрочных исходах до сих пор нет2.
Практичность: iPSC чаще применяют для моделирования и подбора терапии, чем для реального лечения. Так, в 2019 году кардиомиоциты из iPSC использовали для создания модели ишемической болезни сердца, а при наследственных кардиомиопатиях — для тестирования лекарств на «пациент-специфичных» клетках3,4. Это ценно для исследований, но до массового клинического применения пока далеко. «Несмотря на оптимистичные публикации, клеточные терапии все еще остаются экспериментальными» — отмечает Джордж К. Дейли, американский биолог и врач-онколог, специализирующийся на стволовых клетках и раковых заболеваниях5.
Оптимистическая позиция
Первые успехи уже в клинике:
Неврология: в Университете Киото шестерым пациентам с болезнью Паркинсона пересадили дофаминергические нейроны, выращенные из iPSC. Серьезных побочных эффектов не зафиксировано. У большинства пациентов снизилась выраженность моторных симптомов по шкале MDS-UPDRS как в состоянии «OFF» (без медикаментов), так и в «ON» (на фоне терапии). ПЭТ-сканирование показало рост синтеза дофамина в стриатуме, особенно у тех, кто получил более высокую дозу клеток6,7.
Офтальмология: в 2014 году пациентке с возрастной макулодистрофией пересадили аутологичный трансплантат сетчатки, выращенный из ее собственных кожных клеток. Зрение оставалось стабильным несколько лет без признаков отторжения. В 2017 году ученые провели аналогичный эксперимент с донорскими iPSC-клетками, и получили первые данные о краткосрочной безопасности метода8,9.
Кардиология: в 2018 году пациентам с сердечной недостаточностью установили кардиоимпланты из iPSC, и это улучшило сократительную функцию миокарда без тяжелых побочных явлений2. Параллельно в доклинических исследованиях тестируют «биопейсмейкеры» на основе iPSC-кардиомиоцитов, способные интегрироваться в сердечную ткань и генерировать электрические импульсы10.«Это первое исследование, в котором технологию iPSC применяют для помощи людям. Его успех будет означать, что iPSC можно безопасно использовать у человека, и потенциально применять для трансплантационной терапии клетками», — комментирует профессор Синья Яманака, открывший iPSC11.
Универсальный инструмент vs этический и биологический риск
Скептическая позиция
- Чтобы получить и модифицировать клетки, необходимо вмешаться в геном, а это — вопрос этической безопасности12.
«Редактирование зародышевой линии приводит к ряду биоэтических проблем, включая возникновение нежелательных изменений в геноме», — Ф. Б. Аяноглу, исследователь в области биоэтики и биомедицинских технологий13. (Редактирование зародышевой линии — это необязательный элемент регенеративной терапии и применяется только в отдельных экспериментах — примеч. ред.) - Органоиды из донорского материала при трансплантации могут вызывать иммунный ответ. Даже при использовании собственных клеток пациента (аутологичный подход) требуется проверка фенотипической стабильности и исключить наличие мутаций14.
Долгосрочные результаты пока не ясны: по результатам применения многих трансплантатов, в том числе сердечных имплантатов, нет данных за период 5–10 лет. Регистры только формируются, а наблюдения ограничены первыми годами после вмешательства15.
Оптимистическая позиция
- Органоиды, которые имитируют архитектуру и функции органов, можно вырастить из клеток конкретного пациента, и ученые могут тестировать на них действие лекарственных препаратов безопасно для здоровья человека16.
С 2016 года исследователи создают опухолевые органоиды, которые сохраняют генетические и фенотипические особенности первичной опухоли. Это делает их платформой для подбора онкопрепаратов17. - Технология помогает прогнозировать ответ на лечение, как в случае с мини-печенью при гепатоцеллюлярной карциноме18. В 2018 году ученые создали мозговые органоиды с миелинизированными аксонами — это открыло возможность моделировать болезни белого вещества, например рассеянный склероз19.
- Трансдифференцировка позволяет получать функциональные нейроны и другие клетки из собственных тканей пациента — без стволовой стадии и с минимизацией иммунного конфликта20.
«Эти нейроны способны выполнять все функции», — говорит нейробиолог Мариус Верниг 21.
Шанс для терапии vs лабораторная замкнутость
Скептическая позиция
- Нет стандартов GMP (Good Manufacturing Practice) для массового выпуска iPSC и органоидов22.
- Межлабораторная воспроизводимость результатов ограничена из-за различий в условиях культивации, составе матрицы, источнике клеток и методах анализа
- Многие проекты существуют за счет грантов, а устойчивые коммерческие модели встречаются редко из-за высокой себестоимости23.
Оптимистическая позиция
- Трансдифференцировка открывает новые горизонты в лечении нейродегенеративных заболеваний — болезней Паркинсона и Альцгеймера. Уже удалось превратить фибробласты человека в астроциты24. А в 2024 году ученые научились точечно активировать нейронные программы (Ngn2/PmutNgn2) и подавлять глиальные, то есть стало возможным контролируемое превращение клеток25.
- Создание органоидов из амниотической жидкости открывает путь к изучению наследственных болезней без использования эмбрионального материала26.
- Методы электростимуляции и 3D-культивирования улучшают структурную организацию и функциональные свойства тканей, делая их ближе к зрелым аналогам в организме 27.
«Связь между органами — самая важная часть работы. Мы разработали метод получения предорганных тканей на стадии формирования, чтобы они могли развиваться естественным образом», — Таканори Такебе, пионер в области органоидов 28.
Регенеративная медицина больше не звучит как фантастика, но и до рутины ей еще далеко. За каждым успешным кейсом — годы экспериментов, нерешенные вопросы безопасности, сложности производства и регулирования. Но игнорировать эти технологии уже невозможно: они становятся частью клинического ландшафта как исследовательский инструмент. Для врача это повод следить, задавать вопросы и думать, как новые подходы могут дополнить привычные схемы лечения. Возможно, именно те, кто сегодня умеет критически оценивать iPSC, органоиды и трансдифференцировку, завтра будут принимать ключевые решения о том, как эти методы войдут в стандарт терапии.
Вам может быть интересно
Источники
- Huang C.Y., Liu C.L., Ting C.Y. Human iPSC banking: barriers and opportunities // Journal of Biomedical Science. — 2019. — Т. 26, № 1. — С. 87. — DOI: 10.1186/s12929-019-0578-x.
- Neumayer G., Torkelson J.L., Li S. A scalable and cGMP-compatible autologous organotypic cell therapy for dystrophic epidermolysis bullosa // Nature Communications. — 2024. — Т. 15. — С. 5834.
- The World’s First Allogeneic iPS-derived Retina Cell Transplant [Электронный ресурс] // Japan Agency for Medical Research and Development (AMED). — URL: https://www.amed.go.jp/en/seika/fy2018-05.html (дата обращения: 23.07.2025).
- Neumayer G., Torkelson J.L., Li S. и др. A scalable and cGMP-compatible autologous organotypic cell therapy for dystrophic epidermolysis bullosa // Nature Communications. — 2024. — Т. 15, № 1. — С. 5834. — DOI: 10.1038/s41467-024-49400-z.
- Daley G.Q. The promise and perils of stem cell therapeutics // Cell Stem Cell. — 2012. — Т. 10, № 6. — С. 740–749. — DOI: 10.1016/j.stem.2012.05.010.
- В Японии впервые пересадили iPS-клетки в мозг пациента с болезнью Паркинсона [Электронный ресурс] // Russian Medical Journal (РМЖ). — URL: https://www.rmj.ru/news/v-yaponii-vpervye-peresadili-ips-kletki-v-mozg-patsienta-s-boleznyu-parkinsona/ (дата обращения: 23.07.2025).
- Sawamoto N., Doi D., Nakanishi E. Phase I/II trial of iPS-cell-derived dopaminergic cells for Parkinson’s disease // Nature. — 2025. — Т. 641, № 8064. — С. 971–977. — DOI: 10.1038/s41586-025-08700-0.
- Maeda T., Takahashi M. iPSC-RPE in retinal degeneration: recent advancements and future perspectives // Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. — 2023. — Т. 13, № 8. — A041308. — DOI: 10.1101/cshperspect.a041308.
- Takagi S., Mandai M., Gocho K. Evaluation of transplanted autologous induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelium in exudative age-related macular degeneration // Ophthalmology Retina. — 2019. — Т. 3, № 10. — С. 850–859. — DOI: 10.1016/j.oret.2019.04.021.
- Vo Q.D., Nakamura K., Saito Y. iPSC-derived biological pacemaker: from bench to bedside // Cells. — 2024. — Т. 13, № 24. — С. 2045. — DOI: 10.3390/cells13242045.
- Interview with Shinya Yamanaka on clinical use of pluripotent stem cells [Электронный ресурс]. — URL: https://ipscell.com/2014/10/yamanaka-interview-on-clinical-use-of-pluripotent-stem-cells/ (дата обращения: 23.07.2025).
- King N.M., Perrin J. Ethical issues in stem cell research and therapy // Stem Cell Research & Therapy. — 2014. — Т. 5. — С. 85. — DOI: 10.1186/scrt474.
- Ayanoğlu F.B., Elçin A.E., Elçин Y.M. Bioethical issues in genome editing by CRISPR-Cas9 technology // Turkish Journal of Biology. — 2020. — Т. 44, № 2. — С. 110–120. — DOI: 10.3906/biy-1912-52.
- Choi W.H., Bae D.H., Yoo J. Current status and prospects of organoid-based regenerative medicine // BMB Reports. — 2023. — Т. 56, № 1. — С. 10–14. — DOI: 10.5483/BMBRep.2022-0195.
- Lovell-Badge R., Anthony E., Barker R.A. ISSCR Guidelines for stem cell research and clinical translation: the 2021 update // Stem Cell Reports. — 2021. — Т. 16, № 6. — С. 1398–1408. — DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.05.012.
- Hnatiuk A.P., Briganti F., Staudt D.W. Human iPSC modeling of heart disease for drug development // Cell Chemical Biology. — 2021. — Т. 28, № 3. — С. 271–282. — DOI: 10.1016/j.chembiol.2021.02.016.
- Zhao D., Lei W., Hu S. Cardiac organoid: a promising perspective of preclinical model // Stem Cell Research & Therapy. — 2021. — Т. 12. — С. 272.
- Xie C., Gu A., Khan M. Opportunities and challenges of hepatocellular carcinoma organoids for targeted drug sensitivity screening // Frontiers in Oncology. — 2023. — Т. 12. — 1105454. — DOI: 10.3389/fonc.2022.1105454.
- Yang H., Yang Y., Kiskin F.N. Recent advances in regulating the proliferation or maturation of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes // Stem Cell Research & Therapy. — 2023. — Т. 14. — С. 228.
- Xu H., Lyu X., Yi M. Organoid technology and applications in cancer research // Journal of Hematology & Oncology. — 2018. — Т. 11. — С. 116.
- Marius Wernig on why we need many stem cell approaches to new therapies [Электронный ресурс] // CIRM Blog. — URL: https://blog.cirm.ca.gov/2011/06/03/marius-wernig-on-why-we-need-many-stem-cell-approaches-to-new-therapies/ (дата обращения: 23.07.2025).
- Vives J., Batlle-Morera L. The challenge of developing human 3D organoids into medicines // Stem Cell Research & Therapy. — 2020. — Т. 11, № 1. — С. 72. — DOI: 10.1186/s13287-020-1586-1.
- Prescott C. The business of exploiting induced pluripotent stem cells // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. — 2011. — Т. 366, № 1575. — С. 2323–2328. — DOI: 10.1098/rstb.2011.0047.
- Unraveling Timothy syndrome: new science in human brain development [Электронный ресурс] // Wu Tsai Neurosciences Institute, Stanford University. — URL: https://neuroscience.stanford.edu/news/unraveling-timothy-syndrome-new-science-human-brain-development (дата обращения: 23.07.2025).
- Pereira A., Diwakar J., Masserdotti G. Direct neuronal reprogramming of mouse astrocytes is associated with multiscale epigenome remodeling and requires Yy1 // Nature Neuroscience. — 2024. — Т. 27, № 7. — С. 1260–1273. — DOI: 10.1038/s41593-024-01677-5.
- Takasato M., Er P., Chiu H. Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis // Nature. — 2015. — Т. 526. — С. 564–568.
- Ahmed R.E., Anzai T., Chanthra N. A brief review of current maturation methods for human induced pluripotent stem cells-derived cardiomyocytes // Frontiers in Cell and Developmental Biology. — 2020. — Т. 8. — 178. — DOI: 10.3389/fcell.2020.00178.
- World’s first three-organoid system opens doors for medical research and diagnosis [Электронный ресурс] // PR Newswire. — URL: https://www.prnewswire.com/news-releases/worlds-first-three-organoid-system-opens-doors-for-medical-research-and-diagnosis-300923572.html (дата обращения: 23.07.2025).