Стволовые клетки и регенерация тканей войдут в практическую медицину
В лаборатории генно-клеточной терапии стерильность выше, чем в операционной: здесь выращиваются стволовые клетки для экспериментов и тканеинженерных конструкций.
- В сосуд биореактора в специальную среду помещаются стволовые клетки, которые мы хотим использовать для восстановления ткани, например, кожи, - рассказывает завлабораторией, кандидат медицинских наук Павел Макаревич. - Туда подаются кислород, углекислый газ, сжатый воздух и создается оптимальная температура. На специальных носителях клетки наращиваются в огромных количествах, которых очень тяжело достичь иными способами. Затем полученный материал можно использовать для восстановления кожи, связок, хрящей, сердца или других тканей.
За суперсовременным оборудованием стоимостью в миллионы рублей работают молодые ученые - биохимики, клеточные биологи, фармацевты. Вот идет эксперимент: в специальный "сортировщик" помещают выделенную из ткани смесь клеток человека. Из нее высокотехнологичный прибор выделяет отдельные клетки-уникумы, участвующие в регенерации. Зачем? В общей массе их содержится от нескольких процентов до десятых процента, и чтобы их изучить, сначала нужно отсортировать.
В МГУ ученые ищут механизмы восстановления ткани после повреждения и способы управлять этим процессом. Цель вовсе не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку. Главное - научиться активировать запрограммированную регенерацию организма и контролировать ее.
- Искусственная кожа, заживление ран, тяжелейших ожогов, пролежней - это одно из первых направлений регенеративной медицины. Результаты лечения животных стволовыми клетками тут очень обнадеживающие, - говорит Павел Макаревич. - Вторая большая область - пластика полых органов в хирургии, это уже ближе к тканевой инженерии. Таким образом можно, например, восстановить повреждения мочевого пузыря, мочеточника, что особенно актуально для онкоурологии. Дефекты организма мои коллеги закрывают с помощью коллагена в сочетании с белками, которые вырабатывают стволовые клетки.
В Институте регенеративной медицины совместно с врачами-урологами Медицинского научно-образовательного центра МГУ ведутся опыты по восстановлению сперматогенеза. Ученым уже удалось доказать на крысах: при введении продуктов секреции стволовых клеток самцам с бесплодием, у них восстанавливается репродуктивная способность. Плюс ко всему ведутся работы по экспериментальному лечению проблем кровоснабжения: например, если мышам с локальным некрозом тканей ввести стволовые клетки, то это запускает естественные процессы роста сосудов и восстанавливает кровоток в ткани.
Эффективность новых методов проверяется пока на иммунодефицитных животных, потому что их организм не отторгает ксенотрансплантаты (клетки и ткани человека). А на стадию клинических исследований первые клеточные препараты выйдут примерно через 3-5 лет.
Всеволод Ткачук, академик РАН, декан факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. В. Ломоносова, директор Института регенеративной медицины:
- От процессов регенерации в организме зависит и продолжительность жизни, и течение всех болезней. Представьте: мы обновляемся со скоростью один килограмм клеток в день, а за жизнь человек производит их 20-30 тонн.
Стволовые клетки есть в каждом органе, они расходуются в течение всей жизни для его поддержания и обновления, и со временем этот ресурс истощается. Но если взять их из здорового органа (или от здорового донора), нарастить в необходимом объеме и имплантировать в поврежденный орган, то его можно заставить регенерировать. Таким образом, в будущем станет доступно лечение заболеваний сердца и сосудов, восстановление нервной ткани, предотвращение фиброза после повреждения и многое другое.
Доноров для трансплантации никогда не будет хватать, а люди живут все дольше, и появляется все больше пациентов, которым нужно пересаживать сердце, почки, печень, легкие... Рано или поздно, но ученые начнут выращивать и их, но самое великое будущее медицины - это способность запускать и контролировать обновление клеток в самом организме.
В современной медицине только около 20 процентов болезней исследованы досконально. В плане инфекций с вирусами мы толком бороться не научились, с бактериями дела обстоят лучше, но устойчивых к лечению штаммов все больше, а новых антибиотиков появляется все меньше. Отдельная темой стало лечение наследственных болезней после того, как появился механизм редактирования генома человека. Сегодня мы можем уже в первую неделю беременности сказать, имеет ли эмбрион тяжелейшие хромосомные нарушения. Чтобы избавить будущего ребенка от мутации генов митохондрии, в Англии разрешили искусственное оплодотворение, при котором используются гены трех человек. При возможности ученые могут редактировать другие наследственные дефекты, но пока эти технологии еще не внедрены в клинику и остаются на уровне экспериментов.
Сегодня клеточные технологии, так же как и радиация в начале XX века, - это оружие очень большого калибра - никто не знает его отдаленных эффектов, поэтому мы десять лет боролись за Федеральный закон "О биомедицинских клеточных продуктах", который вступил в силу только в этом году. Мы участвовали в разработке и готовили проекты правил проведения доклинических и клинических исследований клеточных препаратов, их использования. Все это делается для того, чтобы не навредить человеку.
Генная терапия, клеточные технологии уже приходят в руки врача. Но чтобы их правильно применять, он должен быть хорошо образован, знать не только научную базу, но этическую, юридическую, социальную стороны проблемы. Поэтому во всем мире врачей готовят в классических университетах, где вокруг медицинского факультета собирают большую команду специалистов, работающих на стыке разных дисциплин. Это самое дорогое образование, поэтому во всем мире половина средств, тратящихся на науку, приходится на медицину.
В 30-х годах в СССР было принято решение вывести медицинское образование в профильные институты, из-за чего в области медицинской науки мы теперь сильно отстаем. И только 25 лет назад академик Виктор Садовничий восстановил медицинское образование в классическом университете: в МГУ был создан факультет фундаментальной медицины. Здесь учат по европейским стандартам: 50-60 человек на курсе, на одного преподавателя - всего четыре студента. Выпускники получают звание доктора медицины и право врачебной практики. И хотя диплом признается во всем мире, почти все выпускники остаются в России и работают в лучших научных и клинических центрах. Помимо врачебной работы они ведут исследовательскую деятельность: многие ставят своей целью искать и найти причины развития болезни, а не просто снимать симптомы. Ведь если мы не занимаемся наукой, то не лечим пациентов, а лишь помогаем им дольше прожить с болезнью.