«Явление древнее, даже античное»: российский учёный — о регенеративной медицине и лечении стволовыми клетками
Российский учёный — о регенеративной медицине и лечении стволовыми клетками
- © Corbis / Getty Images Plus
— Павел Игоревич, что такое регенеративная медицина? Многие слышали о пользе стволовых клеток, о перспективных генетических исследованиях, но далеко не все знают, чем конкретно это инновационное направление научной деятельности может быть полезно человечеству...
— Как ни парадоксально, регенеративная медицина — явление древнее, даже античное. Ещё Аристотель писал о том, что прикладывание костного мозга к ранам и переломам у человека может ускорить их заживление. Эмпирически идея о том, что клетки могут быть лекарством, не нова. Человечество всегда пыталось использовать регенеративный потенциал организма. В Средние века были подходы, напоминающие современную тканевую инженерию. Врачи пересаживали мягкие ткани с плеча для восстановления обезображенных структур лица.
— И при этом они не знали, что такое клетки?
— Не знали определения «клетка», но задолго до формулирования положений клеточной теории люди понимали, что тело способно к восстановлению после травм. Впрочем, самого открытия, что организмы состоят из клеток, а клетка есть малейшая единица жизни, было недостаточно. Дальше надо было открыть клетку стволовую, что удалось в начале ХХ века русскому учёному Александру Максимову. Именно стволовая клетка и является основой всех регенеративных процессов в нашем организме.
Когда мы говорим о регенерации, то сразу вспоминаем про тритонов и морских звёзд, саламандр, с завистью на них смотрим и задаём вопрос: «Почему мы не регенерируем?» На самом деле человеческий организм очень серьёзно регенерирует и делает это постоянно! Например, красный костный мозг весом всего в полтора килограмма даёт почти шесть тонн клеток крови. То есть мы постоянно обновляемся...
— Но всё же не столь успешно, как тритоны и саламандры...
— При катастрофах, болезнях и травмах, мы, конечно, так не регенерируем, но на протяжении всей жизни производим огромное количество клеточного материала, а при болезни или травме пытаемся восстановить структуру ткани. Это как раз возможно за счёт стволовых клеток, которые находятся практически во всех тканях нашего организма.
- Стволовые клетки
- © Science Photo Library / Getty Images Plus
Этот своего рода резерв и есть стволовые клетки, которые сохранились с внутриутробного периода. Они позволяют поддерживать структуру органа или ткани на протяжении всей жизни, давая новые клетки взамен отмерших естественным путём. В случае катастрофы этот резерв активируется и пытается восстановить хоть какое-то количество материи, нужной для функционирования этого органа.
— Что представляет собой регенеративная медицина в современном виде?
— Регенеративная медицина включает в себя несколько направлений. Клеточная терапия — лечение с использованием стволовых клеток. Терапия генная, где мы пытаемся управлять генами в клетках или использовать сами гены как целебное начало. Тканевая инженерия — создание искусственных органов или тканей из клеток. Сейчас также зародилось направление, которое можно условно назвать регенеративной фармакологией. Это регенеративная медицина без культивирования клеток.
— Понятно, что человечеству всё это нужно, но возникает вопрос о безопасности новых технологий...
— Во всём мире методы регенеративной медицины отнесены к терапии высокого риска. Это говорит о том, что мы ещё слишком мало времени работаем в этой области. Напомню, за много веков развития фармакологии было сделано много ошибок при разработке лекарств, пока не сформировались современные правила их создания и тестирования.
Регенеративной медицине в современном виде около 25 лет, и мы пока не всё знаем об отдалённых последствиях, о том, что будет с пациентами ещё через 20—30 лет. Тем более что это не фармакология, где есть лекарство, его мишень и описываемые эффекты. В случае со стволовыми клетками мы дёргаем за одну струну и не можем предсказать уверенно, сколько ещё струн ответят на наше воздействие. Поэтому мы должны перестраховываться, чтобы не навредить пациенту.
— В каком случае применяются методы регенеративной медицины?
— Регенеративная медицина — это серьёзное вмешательство в организм, и оно должно быть оправданно. Речь идёт о заболеваниях, где у пациента очень низкие шансы на выживание при других, «не регенеративных» методах лечения. Это онкология, тяжёлые наследственные заболевания, орфанные болезни, при которых часто страдают и погибают молодые люди и детки, например.
«Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
Если речь идет о необратимо ведущем к смерти и прогрессирующем заболевании, то мы готовы этично вмешаться. В какой-то мере это регенерации после травм, которые приводят к очень тяжёлой жизни для пострадавшего. Например, при дефектах мягких тканей лица после автомобильной катастрофы, или при нарушении целостности важного органа после операции по удалению опухоли.
— А что в принципе разрешено и что запрещено в регенеративной медицине?
— Ограничения есть, и их всё больше. Первое — нельзя лечить технологиями и методами, которые не проверены на животных, то есть не выполнены доклинические исследования. Это должны быть конкретные клеточные или генные продукты, тщательно проверенные и строго стандартизированные, как и любое лекарственное средство.
Второе — в абсолютном большинстве стран не допускается использование эмбриональных клеток, запрещено создание эмбрионов для разрушения и получения клеточных продуктов с целью лечения.
Также продолжается спор о редактировании генома для лечения, которое ограничивается в большинстве стран. Многие известные мне специалисты придерживаются позиции, что совсем это запрещать нельзя, потому что технология перспективная, но временное ограничение необходимо, пока мы не разберёмся с последствиями, рисками и этическими вопросами.
— Каким образом эта сфера регулируется?
— Понятно, что учёные разрабатывают новые технологии, ставят эксперименты, изучают законы функционирования клетки. Это отдельная область фундаментальной науки. Но всё, что касается лечения человека и вмешательства в его здоровье, регулируется профильными органами исполнительной власти.
В России есть федеральный закон «О биомедицинских клеточных продуктах» (№180-ФЗ), которому уже два года. С его помощью регулируется всё, что касается клеточной терапии и стволовых клеток, и по нему нам жить и развивать это направление.
— Скажите, а вы занимаетесь культивированием стволовых клеток? Чем ещё интересна ваша лаборатория? Какие проекты наиболее значимы?
— При разработкепрепаратов для клеточной терапии мы используем стволовые клетки взрослого организма, которые выделяем из жировой ткани, из кожи. Так как стволовые клетки могут стимулировать рост нервов и сосудов, мы в экспериментах на животных успешно разработали технологию для лечения повреждений нерва и несколько способов стимуляции роста кровеносных сосудов.
Нами разработан метод для лечения дефектов кожи с помощью тканеинженерных конструкций в виде пластов. Также мы в лаборатории задались вопросом, почему у человека после повреждения внешних и внутренних органов формируются рубцы и шрамы, а не здоровая ткань, и можно ли это как-то изменить. Ведь в костях, например, после травмы шрамы и рубцы не формируются.
- Благодаря генной терапии учёные научились эффективно лечить гемофилию
- globallookpress.com
- © Robert Michael/dpa
А ещё у женщин есть клетки эндометрия, которые, подобно печени Прометея, способны отрастать снова и снова в конце каждого месячного цикла. Теперь мы пытаемся понять, чем отличаются такие клетки, почему рубец не формируется, как это регулируется, как заставить другие ткани вести себя похожим образом. Отвечать на эти вопросы помогают исследования, которые мы проводим при поддержке Российского научного фонда.
«Разум — это персонализация мозга»: британский нейрофизиолог — о природе сознания и о чувстве любви
Сейчас мы также начинаем работу над селезёнкой. Это один из немногих органов, для которого характерно явление эктопии, то есть «отрастания» вне исходного места. В литературе описан случай, при котором после травмы живота селезёнку не удалили, а потом в брюшной полости обнаружили маленькие дополнительные селезёнки, которые сформировались из пролившегося внутреннего содержимого этого органа. И мы сейчас активно задаём себе вопросы, как работают эти уникальные механизмы регенерации и как научить другие органы лучше восстанавливаться.
— Получается, что человечество ещё только в самом начале этого пути? Каковы перспективы лечения стволовыми клетками?
— Если говорить о фундаментальной клеточной биологии, то она дала огромное количество ответов, раскрыла совершенно великие тайны. Но в отношении того, как эти механизмы использовать для лечения человека, можно сказать, что мы действительно в самом начале пути.
Главная идея, что стволовая клетка всё умеет сама, не сработала. Огромное количество клеточных препаратов провалилось, потому что стволовая клетка хорошо работает в ткани на своём месте, а вне этого контекста теряет управление, программу, свои уникальные свойства. Исходная методология была выбрана не идеально, и нам нужна регенеративная медицина 2.0, к которой мы сейчас приближаемся.
Именно поэтому появилось перспективное направление регенеративной фармакологии, которое пытается «достучаться» до стволовой клетки прямо в ткани и помочь ей выжить при повреждении и создать новую ткань вместо погибшей.
— Что с помощью регенеративной медицины можно вылечить уже сейчас?
— Благодаря генной терапии научились эффективно лечить гемофилию. С помощью вирусов в печень доставляется нормально работающий ген фактора свёртывания крови, и у пациентов настолько нормализуется гемостаз, что они больше не нуждаются в пожизненных инъекциях белкового препарата, имеющего очень высокую стоимость.
Блестящие результаты получены в детской онкологии: с помощью противоопухолевых лекарств удалось вызвать длительные эффективные ремиссии у детей с лейкозами. Есть успехи при лечении стволовыми клетками инсультов и аутоиммунных болезней.
- Клетка выращивается вне организма с помощью 3D-технологии
- globallookpress.com
- © Waltraud Grubitzsch/ZB
В тканевой инженерии успешно проводится восстановление ушей, пластика половых органов, кишки, мочевого пузыря, мочевыводящих каналов. Для этого полимерная конструкция засевается клетками самого пациента, подшивается на нужное место, и ею можно пользоваться долгие годы.
Есть прогресс в лечении нарушений функций сердца. В Японии проводилась клеточная терапия среди пациентов, которые из-за сердечной недостаточности были вынуждены использовать вспомогательное устройство — портативный насос, помогающий качать кровь. В результате терапии сократительная функция сердца увеличилась, и насосы стали не нужны, они смогли обходиться своим сердцем.
— И у нас много пожилых и даже молодых людей, которые столкнулись с похожими проблемами. Насколько доступна клеточная терапия сейчас и когда будет доступна повсеместно?
— В России регенеративная медицина развивалась долгие годы вне контекста регулирования, который существует сейчас. Поскольку правовое поле только сформировалось, у нас нет ещё зарегистрированных клеточных продуктов. Это процесс не быстрый, может занять 5—7 лет. Во всём мире сейчас клеточные продукты очень дороги, и позволить их себе могут немногие. Стоимость лечения оплачивается по страховкам, покрывается благотворительными фондами, которые помогают пациентам с конкретной патологией.
Тем не менее надо сказать, что без богатого опыта многих поколений клеточных биологов, врачей-гематологов, биохимиков и эмбриологов, который предшествовал формальным вопросам, у нас не было бы такого количества эффективно работающих научных групп. Многие из них сейчас готовятся перевести свои перспективные разработки из эксперимента в доклинические исследования, чтобы потом дать нам новые прорывные технологии и продукты.
— Можете дать прогнозы на ближайшее будущее?
«Прогресс налицо»: нобелевский лауреат 2015 года — о борьбе с раком, вечной жизни и будущем российской науки
— Эта область однозначно во всём мире будет развиваться, потребность в ней будет велика. Мы прошли через ряд разочарований. Многие ожидали, что стволовые клетки смогут вызвать полную регенерацию мозга, остановить процесс гибели миокарда или вызвать его полное восстановление после инфаркта. Этого не случилось, простым путём не сработало. Благотворный эффект, конечно, был, но зачастую сопоставимый с методами лечения без использования клеток.
Дальше уже пошли ухищрения, физиологически оправданные вмешательства в клетку. В ближайшие пять лет отрасль будет расти, доступность технологий будет увеличиваться. В России, думаю, будут завершены доклинические исследования и начаты клинические. Надеюсь, государство найдёт на это деньги, и все, кто нуждается в наших технологиях и продуктах, получат их в нужном количестве.
Нам нужна стабильность, которую может обеспечить симбиоз науки, инвестиций и государственных интересов. Тогда мы сможем решать очень серьёзные задачи, не будем отставать от Европы.
Вопреки распространённому убеждению, на Западе тоже не всё так гладко. Продукты появляются, потом сходят с дистанции. Перспективные проваливаются, а бесперспективные «выстреливают». Никто в мире ещё не знает в точности, как развивать регенеративную медицину, все набивают шишки. Главное, чтобы эти шишки набивали только мы, а не пациенты.