Стволовые клетки человека

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 163↑

31.10.2002 Хронометраж

48:22

Стенограмма эфира

Стволовые клетки человека: в чем значение их открытия? Что такое тканевая инженерия? В чем состоит уникальность фетальных и стволовых клеток? О терапевтическом механизме фетальной медицины и различных подходах американских и российских ученых к культуре стволовых клеток — член-корреспондент Российской Академии Наук Леонид Корочкин и член-корреспондент Российской Академии Медицинских наук Геннадий Сухих.

Участники:

Леонид Иванович Корочкин — член-корреспондент Российской Академии Наук, доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораториями в Институте биологии гена РАН и Института биологии развития РАН

Геннадий Тихонович Сухих — член-корреспондент Российской Академии Медицинских наук, профессор, доктор медицинских наук, руководитель отдела клинической иммунологии Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН

План беседы:

• Что такое тканевая инженерия?

• В чем состоит уникальность фетальных и стволовых клеток?

• Терапевтический механизм фетальной медицины

• Брать у доноров или выращивать в пробирке?

• Американский эксперименты с разновидностью стволовых половых клеток — тератокарциномами и наши эксперименты с культурой естественных НСК человека: в чем различия?

• Стволовые клетки мозга: в чем значение их открытия?

• Есть ли этическая проблема?

Материалы к программе:

Из статьи «Российские ученые хотят создать национальный банк клеточного материала». Материалы 2-го Национального симпозиума по трансплантации фетальных тканей и клеток человека (Институт биоорганической химии РАН, Москва).

Интерес к этой медицинской и научной проблематике взрывообразно проявился в последние пять лет во всем мире. И связано это было прежде всего с проблемами биоэтического характера: допустимо ли использовать клетки и ткани человеческих эмбрионов в клинической медицине и научных исследованиях? В настоящее время, например, в Госдуме РФ на рассмотрении находится закон «О правовых основах биоэтики и гарантиях ее обеспечения». Первые варианты этого законопроекта предусматривали практически полное запрещение каких бы то ни было научных исследований в этой области. Тем не менее, по мнению ученых и медиков, собравшихся на симпозиуме, именно это направление становится самым перспективным в медицине XXI века.

Как подчеркнул в своем выступлении член-корреспондент РАМН Геннадий Сухих (Институт биологической медицины), сегодня в России ставится задача создания национального банка клеток. По мнению ученого, это должно стать «основным направлением нашей работы». Помимо всего прочего, «это даст возможность выйти из зоны часто оправданной критики в связи с использованием в наших работах абортного материала.

Пересадка клеток, а не целых органов, уже сегодня способна творить настоящие чудеса (помимо того, что органов-трансплантантов катастрофически не хватает, не решены проблемы с их совместимостью, и, как следствие, операция по пересадке печени сегодня стоит от 170 до 350 тыс. долл.). На симпозиуме приводился пример, который может буквально потрясти воображение. В 1995 г. в США больному СПИДом Джеффу Гетти была сделана первая успешная операция по трансплантации стволовых клеток от обезьяны. Это позволило нормализовать работу иммунной системы пациента, который жив до сих пор. Таким образом, Джефф Гетти являет собой самый настоящий химерический организм — человек с клетками иммунной системы обезьяны.

Потенциал клеточной трансплантологии огромен. Всего 1% нормальных клеток, будучи пересаженными в больной организм, способны полностью восстановить функционирование поврежденных органов. Фактически с фетальными клетками пересаживается мини-завод по выработке необходимых тканей и веществ. Например, в нашей стране ведутся работы по изучению нейротрансплантации фетальных клеток для лечения паркинсонизма. Сделано уже 9 пересадок клеток фетального мозга эмбрионов в мозг больного. Причем в качестве своеобразного стимулятора одновременно используется ген, полученный от... мух-дрозофил.

По мнению члена-корреспондента РАМН Вадима Репина, «открытие принципов работы эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) — крупнейшее открытие в биологии со времен расшифровки структуры ДНК». Эти клетки как бы несут в себе информацию обо всем организме, и в принципе, из них можно вырастить любую специализированную клетку или даже целый орган. Не случайно сейчас в США прорабатывается проект доставки ЭСК в замороженном состоянии на Марс, с тем чтобы попробовать повторить в совершенно необычных условиях весь процесс развития организма. Какие особенности при этом будет иметь новый организм — вопрос фундаментальный по своему мировоззренческому значению.

Из интервью Г. Сухих газете «Перекресток»

Неизлечимые заболевания начинают отступать под натиском нового метода — трансплантации больному зародышевых и эмбриональных клеток.

В России работы по медицинской клеточной биологии наиболее активно ведутся в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН.

О них рассказывает один из крупнейших в стране специалистов в этой новой области, руководитель отдела клинической иммунологии, член-корреспондент РАМН, профессор Геннадий Сухих:

— Сейчас в медицине все еще торжествует химическая концепция заболеваний. Принято считать, что любое заболевание — это дисбаланс химических реакций, возникающий в результате молекулярных поломок. В связи с этим врач обязан сначала определить молекулярную мишень, а затем с помощью лекарства устранять этот дисбаланс.

Концепция химической «мишени» блестяще себя оправдала в разработке химиотерапии инфекционных заболеваний, где в качестве возбудителя выступают патогенные микроорганизмы, простейшие и вирусы. Однако в случае атеросклероза, опухолей, дегенеративных заболеваний нервно-мышечной системы эта идеология стала буксовать — у подобных заболеваний оказалось слишком много молекулярных причин. Стало ясно, что в этих случаях мы имеем дело с биологическим «хаосом» в организме.

Его проявления в клетках многолики. Стало наконец понятно, почему оказывалась бессильна старая методика — лекарства в виде «волшебной пули», корригирующей испорченную молекулярную деталь. «Мишеней» в клетках было слишком много, к тому же они были «подвижными». К таким сложным ситуациям фундаментальная медицина оказалась неподготовленной.

Клеточная биология предлагает использовать в качестве основного «оружия» в борьбе с этими недугами сами клетки. Но не всякие. Только фетальные, то есть эмбриональные, зародышевые. Дело в том, что во внутриутробном периоде все клетки — «родственники», нет врагов, нет границ. Все клетки перемещаются. И ничто не отторгается...

Уникальные свойства этих клеток изначально гарантировали успех идее трансплантации как метода борьбы с тяжелейшими недугами.

— В чем его суть? Кстати, в прессе было немало разговоров по поводу «биоэтики» метода — в частности, в отношении материала для клеточной трансплантации...

— Начну со второй части вопроса. Необходимые клетки получают из отходов при абортах. Препарат, полученный из тканей зародыша, вводится в организм с помощью инъекции. Однако сам путь от вещества человеческого эмбриона до готового «лекарства» долог и сложен.

Из эмбриона выделяются необходимые для препарата ткани мозга, печени, селезенки, поджелудочной железы, яичек. Процесс этот трудоемкий и требует ювелирной точности и абсолютной стерильности.

Обработанный материал поступает в специальную лабораторию, где он тщательно очищается, тестируется и сертифицируется. Существует три уровня сертификации: первый — проверка на инфицированность (СПИДом, сифилисом, гепатитом и т. п.); второй — анализ структуры тканей, берется только здоровый зародыш; третий — биохимическое тестирование. Если исследуемые ткани не подходят хотя бы по одному параметру, их уничтожают. Фетальные клетки являются универсальным модулем для любых клеточных реконструкций. Донорские клетки встраиваются в организм человека и позволяют создавать устойчивые ростки новой здоровой ткани в больных органах.

— Какие болезни можно лечить с помощью новой технологии?

— С помощью клеточной трансплантации можно лечить болезни центральной нервной системы: болезни Дауна, Паркинсона, Альцгеймера; далее — цирроз печени, различные миопатии, рассеянный склероз, заболевания почек, мужское бесплодие и импотенцию. И это еще не все. Этим же способом можно предотвратить тяжелейшие и смертельные осложнения сахарного диабета, другие эндокринные расстройства.

— Много ли требуется материала?

— Немного. В течение года мы использовали ткани и клетки, полученные от 32 плодов.

— И на сколько больных людей этого хватило?

— Мы работали с тремя сотнями пациентов. Программы были разные. В основном мы лечим детей. Наиболее перспективная программа — это лечение детей первых недель жизни, которые родились в нашем Центре.

Как правило, материала от одного донора хватает для лечения 7–12 маленьких пациентов.

У нас особое учреждение. Сюда попадают женщины с самым сложным протеканием беременности. Естественно, у нас рождается много детей с внутриутробным инфицированием, с гипоксией мозга — недостаточным поступлением в него кислорода. Такие дети непременно заболеют детским церебральным параличом и станут инвалидами. Но, как показала наша работа в течение последних двух лет, если мы начинаем терапию в первые же недели жизни, то получаем очень высокий клинический эффект. Такие дети уже не несут неврологических признаков этого заболевания. Они практически здоровы. Это связано с тем, что кора мозга формируется и сохраняет огромную пластичность только в течение первого года жизни. Чем старше ребенок, тем слабее эффект лечения.

— Но ведь детский церебральный паралич выявляется только к году?

— В нашем Центре мы диагностируем эти состояния очень рано. Часто аномалию мозга мы видим еще до рождения ребенка или сразу после его появления на свет.

— На какое время хватает одной инъекции?

— Сейчас после трансплантации мы наблюдаем клинический эффект, по крайней мере, в течение 6–8 месяцев.

— А что потом? Можно ли повторить трансплантацию?

— Как я уже говорил, фетальные клетки не отторгаются организмом. Это позволяет одному и тому же ребенку сделать 5–6 и больше курсов ретрансплантации без реакции отторжения или аллергических осложнений. Это поддерживающие курсы. Детям они нужны в начальный период жизни в течение 3–6 месяцев. У взрослых картина несколько иная. Лечебный эффект у них наступает спустя 4–6 недель и держится около 5–8 месяцев. Потом постепенно спадает. Поэтому поддерживающие, стимулирующие инъекции им обычно нужны примерно раз в 6–12 месяцев.

— Скольким пациентам сумели оказать помощь в Центре?

— По разным программам у нас прошло более полутора тысяч больных. В общей сложности мы провели около 10 тысяч трансплантаций. Результаты обнадеживающие. Думаю, у этой технологии большое будущее. Мы сейчас учимся искусственно выращивать так называемые стволовые клетки. Это родоначальные клетки в развивающихся тканях животных и человека. Они восстанавливают потери специализированных клеток в случае их гибели.

Стволовые клетки можно назвать бессмертными. Когда мы освоим этот процесс, то уже не потребуется даже абортивный материал. Скажем, заболел человек гепатитом В или циррозом печени, «обновить» печень можно трансплантацией этих стволовых клеток. Достаточно «подсадить» 7–10%, чтобы восстановить функцию печени, и человек выздоровеет.

Из статьи «БИОСЫРЬЕ ДЛЯ „РЕМОНТА“ МОЗГА ТЕПЕРЬ БУДУТ ВЫРАЩИВАТЬ В ПРОБИРКЕ». НГ-наука, приложение к «Независимой газете», июнь 2001 г.

В КОНЦЕ 1999 года в одной из клиник Питсбурга в США было закончено уникальное клиническое исследование. Двенадцати пациентам с массивным кровоизлиянием в мозг и локальной гибелью нервной ткани вводили по 20 млн нейронов в зону повреждения и наблюдали за клиническими проявлениями в течение года. Само по себе это большое достижение. Но уникальность данной работы еще и в другом: пересаженные в мозг пациентов нейроны были получены... в пробирке, а не взяты от доноров. Другими словами, впервые в качестве лечебного средства применялись нейроны, полученные в лабораторных условиях из незрелых стволовых клеток. Ни у одного из двенадцати пациентов не было выявлено каких-либо отклонений или отрицательных последствий введения клеток в зону повреждения нервной ткани. У двух пациентов наблюдали отчетливо позитивные эффекты (частичная обратимость паралича руки, ноги и речи).

В качестве клеток-прародительниц использовали стволовые половые клетки, выделенные из злокачественной опухоли яичка. Эти незрелые, быстро растущие половые стволовые клетки исследователи и научились превращать в нейроны. В настоящее время там же, в Питсбурге, начаты клинические испытания по оценке терапевтических эффектов пересадки лабораторной нервной ткани уже на двадцати пациентах. Это историческое событие открыло новую эпоху в трансплантации — клетки для лечения стали поступать из клеточных банков, а не от добровольцев доноров.

Очевидно, что ключевым моментом в этих экспериментах становится анонимная стандартная линия нейронов, возникшая не в организме человека, а в лабораторной посуде — чашке Петри. Если быть более точным, то речь идет о так называемых НСК — нейрональных стволовых клетках. В опытах американских исследователей использовались клетки тератокарциномы — опухоли яичка ребенка. Огромная часть этих клеток оказалась типичными раковыми клетками, дифференцировку которых и рост было невозможно контролировать. Однако среди этой массы удалось выделить несколько бессмертных стволовых клеток полового зачатка, из которых получили культуру нейронов. Со временем для клеточного банка были подобраны линии тератокарциномы, клетки которой полностью и необратимо превращались в нейроны. Они и применялись для первых клинических испытаний в Питсбурге.

За последнее десятилетие достигнут огромный прогресс в изучении биологических свойств и возможностей стволовых клеток мозга при их трансплантации в органы животных. Оказалось, что эти клетки наделены замечательной способностью находить участки повреждения и «латать» дефекты нервных сетей. Подобно бригаде экстренной медицинской помощи стволовые незрелые клетки способны преодолевать значительные расстояния, для того чтобы попасть в зону катастрофы. Поразительно, что НСК запрограммированы выполнять эту роль «скорой помощи», как клетки иммунной системы — сражаться с инфекцией.

Несколько лабораторий США и Европы достигли успеха в создании бессмертных линий НСК путем пересадки в клетки фрагментов генома вирусов, чтобы превратить их в «самокопировальную машину». Однако такие линии можно использовать только в опытах на животных, но не на людях.

Новый, чрезвычайно важный шаг по перенесению метода клеточной трансплантации из чисто лабораторной практики в клинику осуществлен российскими учеными. В отличие от западных разработок в нашей стране налажен метод изолирования и наращивания природных запасов НСК из фетальных тканей и клеток. Эти клетки не модифицированы фрагментами вирусов и могут использоваться в клинической практике.

«Американцы трансплантируют, по сути дела, разновидность стволовых половых клеток (тератокарциномы), не имеющих очевидного родства с нервной тканью, — поясняет профессор Геннадий Сухих. — И хотя у них есть уже позитивный опыт на группе неврологических больных, тем не менее сохраняется риск непредсказуемого поведения пересаженных клеток в организме реципиента. Мы же у себя в лаборатории научились выращивать культуру естественных НСК человека без измененного генома и потенций к опухолевому росту. Эти клетки полностью управляемы, и их поведение предсказуемо».

«Культура дефицитных нейрональных стволовых клеток человека получена двумя методами, — продолжает коллега Геннадия Сухих, член-корреспондент РАМН Вадим Репин. — В одном варианте НСК делятся прямо в суспензии. Во втором — они формируют колонии на вспомогательных клетках, которые необходимы для выживания клонов НСК. Клетки клонов делятся либо превращаются в нейроны и в другие специализированные клетки мозга. Это наилучший материал для трансплантации, поскольку они минимально отличны от клеток, которые содержатся в естественных стволовых пространствах мозга. При пересадке в мозг реципиента эти клетки повторяют программу эмбриогенеза». Последнее обстоятельство и делает стволовые клетки уникальным объектом: НСК является как бы праматерью и родоначальницей всех мозговых клеток.

В своих опытах российские ученые использовали клетки, полученные из специальной области фетального (эмбрионального) мозга, возраст которого не превышал 15 недель. В этот период мозг очень быстро растет. Выделить необходимые клетки — сложнейшая и очень тонкая задача. Дело в том, что в исходной популяции мозга взрослого человека количество НСК составляет менее 0,001–0,01%. В фетальном мозге 9–15 недель развития НСК составляет от 4 до 8% (остальная, быстро растущая масса клеток — это более продвинутые в отношении специализации клетки). Других источников НСК нет. Именно поэтому эмбриональная и фетальные ткани пока незаменимы как источник НСК.

На первом этапе незрелые зародышевые клетки безостановочно делятся, пока их число в органах не достигнет «проектной» величины. Затем эти клетки начинают специализироваться. Этот этап и называется клеточной дифференцировкой. Однако все органы сохраняют запасы региональных стволовых клеток от зародыша. Этот уникальный крошечный пул стволовых клеток выполняет роль неприкосновенного запаса и банка для клеточной регенерации и постепенного обновления клеток.

Первыми стволовые клетки были открыты в крови, кишечнике и коже — органах с максимальным уровнем обновления клеток. Например, каждый день с нашей кожи слущивается слой эпителия весом около одного грамма. В кишечнике и крови каждый день погибает и нарабатывается по 10¹¹ клеток. Эти органы имеют максимальные запасы стволовых клеток.

Однако вплоть до 90-х годов двадцатого века нейробиологи не допускали даже самой идеи существования стволовых клеток в мозге. Многолетний опыт клиницистов и экспериментаторов убеждал, что поврежденные клетки в нейронных сетях взрослого мозга не регенерируют. Концепция стволовой клетки как модуля клеточной регенерации, получившая строгое экспериментальное и клиническое обоснование в других областях медицины, сталкивалась с серьезными предубеждениями в клинической неврологии. Еще несколько лет назад считалось общепризнанным, что делящиеся нервные клетки можно наблюдать лишь в некоторых мозговых структурах плода и у детей в первые два года жизни. Затем рост клеток прекращается и начинается этап формирования межклеточных контактов в нейронных сетях. В этот период каждый нейрон формирует от тысячи до миллиона синапсов. В среднем в нейрональных сетях головного мозга взрослого человека остается и функционирует порядка ста триллионов нейронов.

И вот ученым удалось доказать, что мозг человека принципиально тоже способен к регенерации, надо только ему помочь. А исходный запас НСК, этого «строительного» материала для ремонта в случае необходимости, содержится в области боковых желудочков мозга. Правда, его там чрезвычайно мало — 0,001–0,01% от общего количества клеток мозга у взрослого человека. Именно поэтому этих клеток и не хватает на то, чтобы вовремя заняться исправлением повреждений мозга, например, при инсульте. Но почему нужна именно очищенная культура НСК?

• Во-первых, только эти клетки знают и помнят, куда им надо мигрировать.

• Во-вторых, для трансплантации в мозг нужна обогащенная популяция НСК.

Наличие в суспензии более зрелых нейронов или других дифференцированных клеток может затруднять способность НСК к миграции. Преимущество линий НСК заключается в том, что они возникают из генома одной клетки-предшественницы и дают однородный клеточный материал для нейротрансплантаций.

• В-третьих, необходимо, чтобы НСК нашли зону повреждения и встроились в испорченную нейронную сеть. Многими авторами было показано, что животные и человеческие линии бессмертных НСК мигрируют из желудочка в поврежденный участок мозга (кора полушарий, кора мозжечка и т. п.).

Для пересадки нужно как минимум 50 млн нейрональных стволовых клеток, в то время как исходная концентрация НСК не превышает 2 млн на миллилитр.

Методика получения культуры НСК, разработанная в лаборатории клинической иммунологии, сейчас патентуется. Отметим только, что главная трудность — сохранить эти клетки в виде шарообразного скопления, чтобы они не прикрепились к стенкам лабораторной посуды. Если же такое происходит, то НСК сразу же начинают превращаться в полноценные нейроны. Методика, предложенная российскими учеными, позволяет изначально, в культуре, избавиться от гигантского количества ненужных клеток: взрослых нервных клеток, соединительной ткани и т. п.

«Особенность роста НСК — это начальное размножение клонами, — подчеркивает Вадим Репин. — В дальнейшем с помощью наших коллег-генетиков мы планируем „обессмертить“ исходные клоны и создать самовоспроизводящуюся фабрику клеток. НСК можно замораживать в жидком азоте и хранить вплоть до операции. Для будущего медицины создание банков НСК — важнейшая задача! Ведь банки НСК — это воспроизведение биоресурсов природы в обход биоэтических запретов, возможность стандартизации и регламентации работ по трансплантации».

Итак, впервые в России вырастили в культуре нейрональные стволовые клетки. «Что, с вашей точки зрения, дают эти эксперименты?» — обращаюсь я к Геннадию Сухих.

«Эта работа, проведенная за последние шесть месяцев, позволила нам выйти на принципиально иной уровень клинических перспектив, — заявил Геннадий Тихонович. — Получены уникальные популяции клеток и произведено их клонирование, размножение в необходимых для клиники количествах. Кроме всего прочего, это создает абсолютно международно стыкуемый базис для российской науки. Но самое главное, конечно, открывает реальную перспективу — по согласованию с Минздравом, с РАМН, со специалистами-коллегами — перейти к непосредственно клиническому применению нейротрансплантации НСК».

А область применения этого метода затрагивает лечение больных с одними из самых тяжелых патологий. Прежде всего это дети с поражением центральной нервной системы. Кстати, по данным, прозвучавшим с трибуны Общего собрания РАМН в марте нынешнего года, таких детей в настоящее время рождается в 5–6 раз больше, чем раньше. Сейчас эти дети становятся либо тяжелыми неврологическими больными, либо инвалидами с детства и пополняют группу пациентов с детским церебральным параличом.

Кроме того, это различного генеза поражения мозга. «У нас есть все предпосылки, все экспериментальные данные, которые позволяют с огромным оптимизмом смотреть на лечение подобных состояний, — подчеркнул Геннадий Сухих. — На повестке дня — лечение рассеянного склероза».

В США в рамках так называемого Миелинового проекта уже получено несколько линий НСК человека для лечения рассеянного склероза. Эти линии незрелых клеток человека пересаживали в мозг крыс и мышей с моделированным рассеянным склерозом и наблюдали компенсацию поражений центральной нервной системы. Эти же клетки использовали на единичных пациентах для лечения кист (полостей) в спинном мозге у пациентов с сирингомиелией и ряда других заболеваний. Наконец, в нескольких центрах США используют НСК для лечения повреждений мозга и параличей на почве повреждений нервных клеток спинного мозга. В Мексике создан международный центр трансплантации НСК зародышей акулы для лечения травм головного и спинного мозга.

Этот международный опыт позволяет рассчитывать, что НСК человека найдут широкое применение в клинической практике. Альтернативы, по-видимому, нет. По крайней мере, не существует лекарственной эффективной терапии при необратимой утрате клеток. А вот с помощью НСК можно осуществлять восстановление нервной ткани...

Необходимо отметить, что российские исследователи из НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН сейчас работают над культивированием не только НСК, но и других стволовых клеток, выделенных из других фетальных тканей. «Второе место по приоритету занимают мезенхимальные стволовые клетки, которые соединяют все другие клетки человека, — рассказывает профессор Сухих. — Использование их уникальных свойств, которые позволяют регулировать иммунологические взаимодействия двух чужеродных клеток, открывает перспективу лечения аутоиммунных и других системных заболеваний человека: ревматические поражения суставов, сердца.

Мы вводим ресурс бессмертных клеток, которые, попадая в различные органы и системы и получая там местные сигналы, начинают дифференцироваться и превращаться в необходимые типы клетки. Таким образом, мы стоим на пороге внедрения в клиническую практику методов и способов реального продления жизни».

Из интервью Г. Сухих газете «Время», август 2002 г.

— Сразу оговорюсь: трансплантация эмбриональных и фетальных клеток, которой мы занимаемся, — не клонирование и прямого отношения к нему не имеет. Оба метода роднит лишь конечная цель — клинический эффект. Допускаю: с помощью «пустой» безъядерной яйцеклетки и ядра определенной мужской соматической клетки можно вырастить бессмертные стволовые клетки, и вполне реально таким клонам придать заданные свойства, благотворно действующие на пораженный орган. Только не надо из этого делать панацею. Широкое применение терапевтических клонов — удовольствие чрезвычайно дорогое, тем более что существуют уже апробированные и более экономичные альтернативные технологии. Беру на себя смелость заявить, что терапевтическая результативность трансплантации стволовых региональных клеток достаточно высока. Неоспоримым преимуществом лечения клонированными клетками я бы только назвал абсолютную идентичность иммунной их основы с иммунной системой пациента, исключающей возможность отторжения пересаженных тканей. Но и эмбриональные клетки, с которыми мы работаем, по сути своей еще иммунонезависимы, а посему донорский трансплантат, как правило, тоже органично воспринимается реципиентом.

Из интервью Геннадия Сухих и Андрея Брюховецкого

— Какой смысл вкладывается в понятие «тканевая инженерия»? Пока в основном публике было известно о генной инженерии...

А. Брюховецкий: Это новое направление в науке, целенаправленное создание тканей и органов с заданными свойствами. Над основными принципами этой деятельности сейчас работают компетентные эксперты Минздрава. По-видимому, это реальная альтернатива пересадке органов. Вообще наступившее столетие будет веком биотехнологии. Тканевая инженерия — новый мощный вектор научных исследований. Именно благодаря ей предполагается справиться с такими серьезными заболеваниями, как рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, травмы спинного и головного мозга, а также рак.

Г. Сухих: Общепризнано, что в медицине XXI века тканевая инженерия будет занимать ведущую роль. Кстати, очень авторитетная в США медицинская энциклопедия К. Клеймана, изданная Американской медицинской ассоциацией, назвала в числе наиболее выдающихся достижений хирургии, наряду с открытием групп крови и антисептикой, трансплантацией почек, а затем печени и сердца, трансплантацию эмбриональной нервной ткани для лечения болезни Паркинсона в 1987 году.

— У нас еще не утихли яростные споры о том, можно ли, этично ли использовать те же клетки нерожденного ребенка, даже для спасения жизни. А оказывается, на Западе это входит в перечень важнейших завоеваний науки...

Г.С.: Там тоже всякое случается, хотя, например, в США 1045 банков, то есть хранилищ культур различных клеток. Они хранятся в замороженном состоянии и извлекаются для помощи при тяжелых ожогах, СПИДе, многих других угрожающих жизни состояниях.

— А у нас?

Г.С.: У нас работа не заглохла совсем только в нескольких лабораториях. Хотя еще в 1980 году на объединенной сессии АН и РАМН академик Владимир Энгельгардт выступил с докладом «Клетки на службе медицины», где предсказал, что в будущем этот метод лечения станет ведущим. О необходимости создания у нас банков клеток говорил и академик Юрий Овчинников, такая попытка была сделана в Ленинграде. Но, увы, невнимание и отсутствие ассигнований не дали идее осуществиться в должном виде.

— Чем же закончились дебаты об этике?

Г.С.: В дискуссии по телевидению после известных статей я сказал: вы можете закрыть нашу лабораторию. Но движения науки вперед уже не сможет остановить никто. Эмбриональные клетки, вокруг которых кипели страсти, обладают уникальными свойствами. Их получают от эмбрионов, погибших от несчастного случая вместе с матерью, при аборте или преждевременном выкидыше.

— Как сказал однажды академик медицины Валерий Шумаков, в чьем институте (НИИ трансплантологии и искусственных органов) эмбриональные клетки использовались при лечении тяжелого диабета, при неврологических болезнях, аборты — не медицинская, а социальная проблема.

Г.С.: Да к тому же, кроме эмбриональных, тканевая инженерия использует множество других клеток. Это клетки крови из пуповины, которые забирают после рождения ребенка, стволовые клетки, находящиеся в крови и костном мозге, клетки нервной ткани, кожи, сосудов.

А.Б.: Совсем недавно профессор Национального института медицинских исследований в Англии Джеффри Райзман безвозмездно передал нам технологию получения обонятельных стволовых нервных клеток из слизистой носа взрослого человека. Надеемся в ближайшее время начать работать по этой технологии. С помощью методики Райзмана получены поразительные результаты в Португалии и Австралии. А именно — восстанавливается подвижность после тяжелых травм спинного мозга.

— Помнится, в статьях говорилось, что у вас, Геннадий Тихонович, лечат разных важных персон...

Г.С.: За годы работы нашей лаборатории под эгидой Научного центра материнства и детства РАМН мы смогли помочь сотням больных, в частности маленьким детям, вовсе не из «особых» семей. Сейчас, например, благодаря высоким научным технологиям есть возможность не дожидаться тяжелого развития некоторых наследственных болезней, а помочь ребенку еще в утробе матери. Появилось понятие: плод — пациент. Группе еще не рожденных детей, у которых выявили генетические заболевания крови, пересадили клетки доноров-эмбрионов. И теперь эти дети, которым провели лечение в начале 80-х годов, нормально развиваются.

— А все-таки этот новый термин «инженерия», он дань моде, да?

А.Б.: Да ни в коем случае. Это действительно инженерия. Вот смотрите, у меня на столе сообщение о новой американской работе. Постепенно от введения клеток в организм или в больной орган перешли к тому, что сначала создается некий биополимерный «каркас», или матрикс, нужных размеров и формы, из особого геля и на нем «выращивается ткань из клеток, которые будут обладать нужными свойствами. Клеткам создается благоприятная питательная среда. Сами клетки изначально обладают одним важным качеством: они, делясь, воспроизводят точно такие же. Поэтому они называются стволовыми. Причем берутся молодые, незрелые клетки, которые можно обучить нужным свойствам. Их называют клетки-предшественники. И в определенных условиях они специализируются, скажем, приобретают функции клеток кости или печени. Ученый целенаправленно конструирует ткань с заданными свойствами. Вот почему tissue engineering, тканевая инженерия.

Г.С.: Хор осуждения сопровождал и первые пересадки сердца, и многие новые шаги в медицине. История, однако, сохраняет имена новаторов, а скептиков — скорее как курьез.

— Да, одним из таких курьезов было неприятие работ Луи Пастера одним современным ему врачом. Когда я умру, просил он, напишите на надгробном камне: «Он всю жизнь боролся с Пастером».

Г.С.: Есть и еще одно важное соображение в пользу тканевой инженерии. Во всем мире количество больных людей, ждущих пересадки органов, раз в десять превышает реальные возможности медицины. Без пересадки эти люди, не дождавшись «своего» органа, погибают. Техника тканевой инженерии шагнула так далеко, что можно создавать прообразы органов — печени, кости, мышц, нервной ткани. И стоит это дешевле, чем пересадка целых органов.

— Это звучит очень оптимистично. Но осуждение и отрицание могут надолго задержать внедрение нового метода. Вот что я прочла, Геннадий Тихонович, в книге «Медицинская клеточная биология», одним из авторов которой вы являетесь. В США в Мемфисе врач Питер Лоу решил лечить детей с мышечной дистрофией Дюшенна. Этот недуг, связанный с дефектом гена, постепенно «съедает» мышечную ткань. Детям уже в тяжелой стадии, с деформированными мышцами и угрозой остановки сердца, с согласия их самих и родителей, в клинике Лоу вводили клетки кожи. Они активизировали работу мышц, наступало улучшение. Но не у всех. И хотя другого способа помочь пока нет, врач, дерзающий лечить безнадежного ребенка, всегда должен быть готов к судебному иску родителей...

А.Б.: Однако что это мы все о грустном... Некоторое время назад принято решение о создании банков клеток в Кардиологическом научном центре и в Российском государственном медицинском университете. Первый — под руководством академика Евгения Чазова, второй — под эгидой академика РАМН Владимира Ярыгина. Я уже упомянул о создании и активной работе экспертного совета Минздрава, которым руководит заместитель министра здравоохранения РФ Анатолий Вялков. Предложена концепция развития тканевой инженерии у нас в стране.

— Не секрет, что оборудование, питательные среды, специальные гели, в которых выращиваются колонии клеток, прообразы целых органов — это стоит очень дорого...

А.Б.: Деньги можно заработать, хотя без «первичных вливаний» многим хорошим ученым не обойтись. Понимая важность тканевой инженерии, мы решили создать клинику восстановительной невропатологии и нейрохирургии «Нейро Вита». Речь идет о возможностях восстановления функций спинного и головного мозга, утраченных из-за онкологических и других заболеваний. Результаты уже сейчас оправдывают самые смелые ожидания. Год назад мы имплантировали клетки собственной нервной ткани и нейростимулятор пациенту, у которого 8 лет назад была травма спинного мозга. Сейчас у него идет восстановление движения мышц и чувствительности.

Это ноу-хау наших ученых. Вы представьте себе вытоптанное, неплодородное поле. Так я образно представляю себе орган или ткань, пораженные болезнью. И вот вы приходите на это поле и пригоршнями кидаете элитные семена, добытые с большим трудом. Много ли их взойдет?

Так и для культуры нервных клеток нужно подготовить почву, на которой и смогут выжить создаваемые ткани. При этом лучше, если часть органа сохранена, шанс на успех выше. Вот таким образом мы работали в Центральном военно-морском госпитале с пациентами из Чечни, имевшими тяжелые травмы головы. Мы добились весьма впечатляющих результатов. Удалось снизить тяжелую инвалидность при травмах головного мозга на 25,6%.

Г.С.: У нас немало было неплохих результатов в лечении детей с болезнью Дауна. Обнадеживают новые данные в лечении некоторых опухолей, болезней сердца. И здесь, как нередко бывало в истории медицины, интуиция ученого и стремление спасти пациента идут впереди научных обоснований. И, что самое поразительное, эти обоснования находятся. Более ста лет назад выдающийся ученый Рудольф Вирхов высказал гипотезу, что организм человека есть единство сотен клеточных клонов — идентичных самим себе клеток. Происходят поломки в синтезе и взаимодействии этих клеток — начинается дисбаланс, а затем и болезнь. Сейчас гениальные озарения Вирхова подтверждаются с помощью тончайших исследований клеток. Будущее — за клеточной биологической медициной. И важно сейчас сделать рывок, иначе придется те же технологии ввозить из-за рубежа, и вот тогда-то они действительно мало кому будут доступны из-за своей дороговизны.

Библиография

Александрова М. А., Полтавцева Р. А., Марей М. В. и др. Трансплантация культивированных нейральных прогенеторных клеток человека в мозг крыс: миграция и дифференцировка//Бюллетень Экспериментальной Биологии и Медицины. 2001. № 10.

Александрова М. А., Сабурова И. Н., Полтавцева Р. А. и др. Миграция и развитие нейрональных стволовых клеток человека при трансплантации в мозг крыс: Доклад на Международном симпозиуме «Биология клетки в культуре» (16–18 октября 2001)//Цитология. 2001. Т. 43.

Кулаков В. И., Сухих Г. Т., Молнар Е. М. Трансплантация фетальных тканей человека//Трансплантация фетальных тканей и клеток человека. 1996. № 2.

Куликов А. В., Сухих Г. Т., Куликов Д. А. Трансплантологическая стимуляция пула стволовых клеток: Модели компенсации патологий, связанных с диабетом и старением/Россиийско-Южно-Корейский семинар-презентация инновационных научно-технических проектов в области биотехнологии: Тезисы докладов. Пущино, 2002.

Миронов Н. В., Бугаев В. С., Алехина В. А. и др. Метод ретробульбарного введения фетальных клеток человека в лечении пациентов с частичной атрофией зрительного нерва//Кремлевская медицина: Клинический вестник. 2001. № 2.

Полтавцева Р. А., Марей М. В., Дубровина И. В. и др. Развитие и дифференцировка мультипотентных нейральных клеток человека in vitro//Доклады Академии Наук. 2001. Т. 379. № 6.

Полтавцева Р. А., Марей М. В., Дубровина И. В. и др. Анализ развития стволовых нейральных клеток человека in vitro. Международный симпозиум «Биология клетки в культуре». Доклад. 16–18 октября 2001.

Полтавцева Р. А., Ржанинова А. А., Ревищин А. В. и др. Развитие in vitro нейральных прогенеторных клеток эмбрионов человека//Бюллетень Экспериментальной Биологии и Медицины. 2002. № 9.

Репин В. С., Сухих Г. Т. Медицинская клеточная биология. М., 1998.

Сухих Г. Т., Малайцев В. В. Нейральная стволовая клетка: биология и перспективы нейротрансплантации//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2001. № 3.

Сухих Г. Т., Алиханова З. М. Коррекция синдрома постоварэктомии фетальными тканями/Руководство по климактерию. М., 2001.

Шваб О. В. Тришкин С. В., Шепель Е. Н. и др. Анализ пептидов из тканей животных и растений//Биоорганическая химия. 1999. Т. 25. № 1.

Шкворченко Д. О., Щелоков А. М., Сухих Г. Т. и др. Современные аспекты трансплантации компонентов фетальной сетчатки при возрастной макулодистрофии//Новое в офтальмологии. 2000. № 2.

Тема № 163

Эфир 31.10.2002

Хронометраж 48:22

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz