Стволовые клетки – в последнее время модная тема. Особенно в косметике. Поэтому мы решили свести базовую информацию о них воедино – возможно, вам пригодится.

Стволовые клетки – довольно особенные клетки. Они могут – что обычно в мире клеток – воспроизводить сами себя. А могут порождать другие клетки с другими функциями и особенностями. Это как если бы корова могла – в зависимости от потребности момента – рожать по собственному желанию телят, или поросят, или щенят, например.

Наше тело содержит (приблизительно) больше чем двести видов клеток. У каждого вида – свои особенности и назначение. Но как такое может быть, если ДНК у всех клеток одинакова?

Механизм, в сущности, простой: как в швейцарском складном ноже. Вы активируете (вынимаете) те лезвия, которые вам нужны. Одно лезвие – получаете нож; другое – отвёртку; третье – пилку для ногтей. Так же и геном клетки: активируется один набор генов – и получаются клетки печени, гепатоциты; активируется другой набор генов – получаются нейроны. Но, в отличие от швейцарского ножа, отключить в уже определившейся клетке один набор генов и включить другой – невозможно.

Такой фокус – как со швейцарским ножом – получается только с конкретным типом клеток – со стволовыми клетками.

Стволовые клетки есть в каждом живом многоклеточном существе – в растении, животном, человеке. Большое количество стволовых клеток содержится в зародышах. И именно благодаря им мы с течением времени превращаемся из неоформленного комка в полноценного человечка с носом, лёгкими, волосами и мозгом. Так же, как другие неоформленные комки становятся растениями с ветками, листьями и цветами или котятами с глазками, лапками и хвостами. Но стволовые клетки содержаться не только в зародышах. Они есть и у взрослых людей, животных, растений – и они отвечают за обновление отмирающих тканей. И жизнь любого существа без них была бы короткой и не очень приятной.

Например, человеческая кожа. Верхний слой кожи состоит из отмерших кератиноцитов, которые создают на поверхности нас защитный ороговевший слой (эпидермис). Со временем эти мертвые, высохшие, обезвоженные клетки осыпаются, покидают наше тело, превращаясь в пыль (буквально). Если бы они не возобновлялись – то мы остались бы совсем без кожи в течение месяца (и нас ждала бы болезненная и мучительная смерть). Но природа – гениальный инженер; и поэтому глубинные слои кожи содержат стволовые клетки. Отмершие кератиноциты осыпаются; стволовые клетки в базальном слое – делятся и производят новые кератиноциты (так же, как и новые стволовые клетки – приблизительно половина потомков разделившейся клетки становится кератиноцитами, вторая же половина – такими же стволовыми клетками).

Такие же процессы происходят с кровью, слизистыми, тканями печени и прочим.

Но те стволовые клетки, которые содержаться во взрослом организме, не идентичны стволовым клеткам эмбриона. Это – постнатальные стволовые клетки; они могут воспроизводить как самое себя, так и другие типы клеток, правда – в отличие от эмбриональных стволовых клеток, – совершенно определенные. Те стволовые клетки, которые превращаются в клетки кожи – не могут превратиться в клетки слизистой оболочки кишечника; и наоборот. Делиться, конечно, могут и другие клетки нашего организма; но только при условии, что они живые и неповрежденные (то есть отмершие клетки эпидермиса делиться не могут); и воспроизводить они могут только сами себя.

Другое дело – стволовые клетки эмбриона. Это идеальные стволовые клетки. Они действительно способны превращаться в любые клетки, составляющие наш организм. Но они живут не дольше, чем несколько дней: в человечьем зародыше они очень быстро превращаются в клетки тканей и в специфические стволовые клетки.

Парадоксально, но факт: идеальные стволовые клетки мы можем встретить только в пробирках.

И вырастить их в пробирке – непростая задача. Окружение должно быть стерильным (чтобы культуру клеток не заразил грибок или бактерии); в нем должны поддерживаться стабильная температура (37°С – температура нашего тела) и влажность; химический состав воздуха тоже должен соответствовать «естественным условиям» обитания клетки. Да ещё и капризные клетки не всегда хотят должным образом расти в лабораторных культурах…

Да, в теории волшебные стволовые клетки открывают перед нами захватывающие дух перспективы. Достаточно пересадить стволовую клетку в повреждённый или изношенный орган – и она начнёт делиться, производя новенькие, молодые, задорные клетки нужного типа. Вот она – вечная молодость, вечная жизнь!

На практике – всё не так радужно. Например, как дать эмбриональной стволовой клетке, выращенной в пробирке, команду стать, скажем, именно нейроном – непонятно. В реальности, зародышевая стволовая клетка, пересаженная в ткани сердца – если не умрет на протяжении нескольких секунд, что, как правило, происходит – может стать не кардиомиоцитом, как планировалось, а злокачественной опухолью. Может показаться, что со специализированными стволовыми клетками, дело должно обстоять лучше. Чего уж проще: взять стволовые клетки печени, пересадить в больной орган – и они быстро наделают замечательных новых клеточек. Но вот проблема: клетки печени упорно отказываются расти в лаборатории; и даже если растут – то вырождаются и теряют способность производить гепатоциты. И так обстоит дело с большинством специализированных стволовых клеток. Их невозможно получить от доноров в достаточном количестве (если вообще возможно) – и вырастить синтетически их тоже невозможно. Тупик. Хотя возможность есть: делают пересадки клеток печени или поджелудочной – но при одном условии: нужен только что умерший подходящий донор – и находящийся достаточно близко от больного для того, чтобы пересадка была произведена в течение считанных часов (если не минут). Единственным более или менее надёжным и эффективным способом на данный момент остаётся пересадка костного мозга (он содержит стволовые клетки, производящие клетки крови) – да и то остаются сложности с подбором доноров и организацией операции.

И это ещё не вспоминая об иммунной реакции – организм может просто отказаться принимать чужие клетки.

Но  исследования движутся: например, в 2013 году в Массачусетсе из человеческих стволовых клеток удалось вырастить кровеносные сосуды у экспериментальной мыши. И ученые продолжают надеяться, что в один прекрасный день медицина при необходимости сможет вырастить новую почку, поджелудочную железу или сердце для каждого человека.

Да, перспективы огромны и манят. Сложно (даже не возможно) описать все направления исследований в этой области; поэтому мы лишь немного подробнее остановимся на стволовых клетках кожи и на их применении в косметике.

Тканеспецифичные постнатальные стволовые клетки кожи – как и таковые клетки других органов – окончательно формируются уже после рождения.

В базальном слое кожи содержится небольшое (относительно) количество стволовых клеток кожи – тканеспецифичных прогениторных клеток. Надо отметить, что стволовые клетки отличают не столько по каким-то внешним признакам, сколько по поведению. Проще говоря, пока клетка не разделилась – мы не можем знать, обычная это клетка, или стволовая. Итак, клетки базального слоя кожи регулярно делятся, производя два точных подобия себя. Но после деления некоторых клеток их отпрыски начинают вести себя по-разному. Большинство клеток продолжает делиться, пока не покинет базальный слой; после этого они начинают постепенно уплотняться и отмирать – это так называемые переходные клетки, которые в итоге становятся знакомыми нам кератиноцитами. Но некоторые – покидать базальный слой отказываются; и со временем опять делятся, производя двух потомков с абсолютно разными характерами: один продолжает мирное существование в уютном базальном слое; другой храбро рвется к солнцу, к поверхности кожи – где в итоге погибает.

По сути, стволовые клетки эпидермиса уже давно используются для излечения ожогов. Пересадка кожи фактически и является пересадкой стволовых клеток. А с 1970-х годов клетки кожи выращивают в лабораторных культурах: взяв у пациента образец клеток, современная медицина может вырастить достаточное количество клеток для того, чтобы покрыть все тело пациента, меньше, чем за месяц. Правда, выращенная из лабораторной культуры кожа, не имеет ни волосяных фолликулов, ни потовых желез – эпидермальные стволовые клетки не умеют порождать потомков, которые создали бы волос или железу. Имплантированная кожа напоминает целлофановый пластырь – представьте только, что вас плотно обернули в пищевую пленку. Тем не менее, эта технология спасла уже не одну жизнь жертв обширных ожогов.

Используются  стволовые клетки животного происхождения (в том числе и человеческие) и в индустрии красоты. А именно, в пластической хирургии – и их использование в ней в целом аналогично тому, что мы описали в предыдущем абзаце.

Но медицина – медициной, а мы собирались говорить о стволовых клетках и косметике. Удивительно, но самое широкое применение в производстве косметике находят сейчас не человеческие, и даже не животные стволовые клетки, а стволовые клетки растений. Клетки растений обладают действительно уникальными возможностями: например, ещё в 1958 году из одной морковной клетки вырастили целую морковку; стволовые клетки растений могли бы быть аналогом наших эмбриональных стволовых клеток. Но – увы! – такое невозможно. Поэтому растительные стволовые клетки используются для получения растительных веществ без нанесения повреждения собственно растению: и это достаточно важно, потому что многие полезные для нас вещества можно получить только из редких растений, не поддающихся культивации. Так что, если вы видите на этикетке косметического продукта упоминание о стволовых клетках – то практически всегда это будут стволовые клетки растений.

Здесь нужно обратить внимание на одну важную вещь: ни в какой косметике не могут находиться живые стволовые клетки – как мы уже видели, для их существования необходимы очень специфические условия. Поэтому в косметике находят применение не сами клетки, а экстракты стволовых клеток.

В чем суть процесса? При старении кожи её стволовые клетки постепенно утрачивают способность к регенерации. Для того чтобы активизировать эту способность, в лабораториях из растительных клеток извлекают экстракты, которые содержат вещества (гормоны, энзимы), активизирующие процессы регенерации в стволовых клетках человеческой кожи. Результаты есть, хоть и не настолько впечатляющие, как можно ожидать. Экстракт стволовых клеток обычного яблока, например, согласно исследованию, проведенному в Швейцарии в 2008 году, уменьшал глубину морщин под глазами на 8% после двухнедельного использования и на 15% – после четырехнедельного. В принципе, экстракт яблока (или даже долька яблока, которой вы будете натирать кожу) будет производить то же действие, хоть и с меньшим эффектом. Но разница, скорее всего, не в способе получения активного вещества, а в способе его «доставки»: в эксперименте для доставки экстракта использовались липосомы: крошечные, полые внутри образования, которые могут проникать вглубь клетки. Похожую картину демонстрируют и другие эксперименты (их, к сожалению, пока немного): экстракты стволовых клеток не являются чем-то особенным – а лишь вытяжкой тех же биологически активных веществ, которые производители получают другими, более традиционными способами. Единственное отличие заключается в том, что в экстрактах стволовых клеток концентрация активного вещества может быть больше, чем в традиционном экстракте или масле. Но учитывайте, что концентрация активного вещества в составляющей крема – это не то же самое, что концентрация активного вещества в креме. В косметике, содержащей 30% масла авокадо, количество полезных веществ может быть значительно больше, чем в косметике, содержащей 0,5% экстракта из стволовых клеток авокадо.

Вывод: мы бы (по крайней мере, в ближайшие лет десять-пятнадцать) посоветовали сохранять разумную долю скептицизма в отношении косметики, претендующей на то, что она содержит стволовые клетки. Во-первых, в косметике нет живых стволовых клеток, а есть лишь экстракты из культур стволовых клеток отдельных растений. Во-вторых, эти экстракты содержат те же активные вещества, что и традиционные ингредиенты, используемые в косметике уже десятки (если не сотни) лет. В-третьих, количество активного вещества в косметическом средстве зависит не от способа его получения, а от его (сюрприз!) количества.

Так что не поддавайтесь на маркетинговый хайп; читайте этикетки (или просите их почитать вашего косметолога); и долго думайте перед тем, как потратить свои деньги. Ничего нового, правда!

 «Biology», Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, Susan R. Singer; New York: McGraw-Hill Education, 2017.

 «Cosmetic Formulation. Principles and Practice», edited by Heather A.E. Benson, Michael S. Roberts, Vânia Rodrigues Leite-Silva, Kenneth A. Walters; Boca Raton: CRC Press, 2019.

«Plant stem cells in cosmetics: current trends and future directions», Sonia Trehan, Bozena Michniak-Kohn, and Kavita Beri; «Future Science», 2017 Nov; 3(4).

«Stem Cells: A Very Short Introduction», Jonathan Slack; Oxford: Oxford University Press, 2012.