Возможна ли регенерация мозга?

Ученые всего мира научились и продолжают учиться создавать живую, функционирующую ткань для «ремонта» или замены ткани «старой» или создавать ткань для органа, получившего повреждение в результате какого-либо заболевания. По сути, регенеративная медицина – это фундаментальная основа медицины будущего, которая способна не только заменять трансплантацию донорских органов, но и в целом избавлять людей от многих болезней. Спектр применения регенеративной медицины довольно широк: от восстановления и замены костной и хрящевой ткани при травмах и переломах, ткани кожи при ожогах до создания новых кровеносных сосудов. В перспективе речь может идти о более сложных органах, включая печень, почки и сердце.


В последнее время Россия не обделена вниманием со стороны ведущих зарубежных специалистов, занимающихся регенеративной медициной. Чуть больше года назад к нам приезжал известный ученый из Западной Европы Паоло Маккиарини, занимающийся пересадкой трахеи. Он провел мастер-классы, прочитал лекции и встретился с журналистами на научном кафе. А недавно, в конце декабря 2010 г. , сделал в Российском научном центре хирургии им. Б.В.Петровского РАМН операцию по трансплантации трахеи молодой пациентке из Казахстана. Трахея была собрана из донорского каркаса и собственных клеток девушки, из которых впоследствии должны вырасти ткани, и орган уже станет «своим». В Центре хирургии, где проводилась операция (руководил ею профессор В.Паршин), уже есть несколько кандидатов на пересадку трахеи по технологии профессора Паоло Маккиарини.

В марте 2011 г. в Россию приезжал еще один специалист по регенеративной медицине – профессор Энтони Атала из США, практикующий врач и исследователь. В Институте регенеративной медицины (Уэйк Форест, Северная Каролина), директором которого он является, Э.Атала успешно пересадил 7 мочевых пузырей, выращенных из клеток пациента. До этого в институте прошли обнадеживающие эксперименты по выращиванию пенисов кроликов, а более точно – эректильной ткани пениса. Результаты оказались удивительными: после пересадки у животных снова появлялась эрекция, и они могли спариваться, причем несколько самок забеременели. Как считает американский ученый, результаты говорят о возможности использования созданной ткани для лечения мужчин, которые нуждаются в восстановлении сексуальной функции. Но это в будущем, пока переносить новую технологию на людей специалисты не решаются.

Стара как мир?

На встрече с журналистами в научном кафе доктор Атала рассказал о том, что работы по выращиванию органов из тканей начались в его институте 20 лет назад, хотя сама по себе отрасль регенеративной медицины не нова. Она зародилась еще в 30-е годы прошлого века. За это время обозначились три главные проблемы: клетки, будучи вне тела, извлеченные из организма, растут совсем по-другому. Во-вторых, для создания искусственных органов необходимы особые биосовместимые материалы, которые могут прижиться и не вызвать отторжения. А в-третьих – имплантируемые ткани должны интегрироваться кровеносными сосудами, так как органы не могут функционировать без кровоснабжения.

К выращиванию клеток мочевого пузыря американские ученые подошли не сразу, для начала нужно было научиться выращивать их вне тела человека. Сейчас Энтони Атала с гордостью говорит о том, что благодаря специальным методам они уже могут взять участок ткани площадью меньше половины почтовой марки, и через 2 месяца заполнить такими клетками целое футбольное поле. Самой первой тканью, которую вырастили профессор и его коллеги, была ткань хряща, затем – кожа. Более хлопотным, оказалось, иметь дело с сосудами, но их тоже сумели вырастить. Следующим на очереди стал мочевой пузырь, он успешно прижился у 7 из 9 пациентов. Но об этом американские ученые сообщили в литературных публикациях не сразу и весьма осторожно: им нужно было убедиться, что все 7 человек адаптировались после сложной операции.

Технология заключалась в том, что исследователи брали фрагмент ткани пациента, размножали его вне организма и переносили на каркас из биосовместимого материала: именно это необходимо для выращивания полноценного органа. Таким образом, одна часть клеток покрывает каркас, другая находится внутри. Примерно через 7 недель орган уже готов для пересадки. Мочевой пузырь пересаживается так же, как хрящи, но операция считается более сложной. Тень сомнения, конечно же, присутствовала: а вдруг пузырь не приживется? Энтони Атала утверждает, что подобная технология безопасна, но другие ученые остерегаются таких высказываний. Зато никто не сомневается в том, что технология обязательно окупит себя в будущем. Американский профессор считает, что пациенту ничего не грозит в том случае, когда используются собственные клетки. Беспокойство вызывает пересадка клеток от донора.

В США более 35 млн человек страдают заболеваниями мочевого пузыря, многим необходимо хирургическое вмешательство, и врачи возлагают определенные надежды на разработку и внедрение новых технологий. Один момент, в сообщении американского ученого шутя «подкорректировал» его коллега – Сергей Киселёв, профессор Института общей генетики им. С.И.Вавилова РАН, чем вызвал всеобщее оживление. Да, сказал он, это известный факт, что регенеративная медицина сформировалась в 30-годы прошлого столетия, но как же быть с другим фактом, не менее известным? Согласно древнегреческим мифам, орел выклевывает печень у Прометея, но печень-то затем восстанавливается! Значит, когда сочинялись мифы Древней Греции, народ уже использовал инструменты для восстановления этого органа? Может, она существовала всегда – регенеративная медицина? На что американский профессор хмыкнул: а как же быть тогда с ребром, которое Бог взял у Адама?.. Это ведь тоже регенерация…

С российскими коррективами

– На меня лично произвели большое впечатление экспериментальные работы Э.Аталы по восстановлению мочевого пузыря на животных, конкретно – на собаке, – сказал заместитель директора Института биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН доктор биологических наук Андрей Васильев. – Мы, конечно же, не являемся учениками профессора, но по мере возможности развиваем его идеи, внося некоторые российские коррективы. В 1989 г. у нас была сделана первая в стране пересадка выращенного эпидермиса. Сейчас в институте идут интенсивные работы по развитию живого эквивалента кожи – трехмерной структуры, которая включает как минимум два типа клеток. Оказалось, что эта структура является не просто эквивалентом кожи – она может помогать при реконструкции широкого круга эпителиальных дефектов.

Профессор Васильев представляет своего коллегу – кандидата биологических наук Эрдена Дашинимаева, который, как он говорит, совершенно спокойно год назад «закрыл» девочку с 70% ожогов в Российской детской клинической больнице, используя аллогенные донорские и аутологичные трансплантаты живого эквивалента кожи. Другие коллеги А.Васильева – Ольга Роговая и Екатерина Киселёва – занимаются, и весьма успешно, восстановлением гортани (проект реализуется в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А.Герцена). Разработал технологию член-корреспондент РАМН Игорь Решетов. Благодаря ее внедрению пациенты с восстановленной гортанью живут уже много лет.

Тут нельзя не сказать о том, что Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова успешно сотрудничает с Московским научно-исследовательским институтом глазных болезней им. Гельмгольца. Это сотрудничество не прошло даром: учеными был создан уникальный и не имеющий в мире аналогов препарат, а также разработан метод, который позволил довольно эффективно лечить травмы и дефекты роговицы. Но прежде чем использовать метод и лечить больных, специалистам пришлось ждать несколько лет: нужно было время, чтобы прошли клинические испытания и результаты оказались выверенными.

– Когда у человека появляется ожог роговицы, то он заживает через рубец, – поясняет А.Васильев. – Рубец роговицы – это бельмо, оптически непроницаемая ткань. Вместе с коллегами из Института глазных болезней им. Гельмгольца нами был разработан трансплантат – донорский, аллогенный, который позволяет восстанавливать роговицу. На сегодняшний день хирургом-офтальмологом, доктором медицинских наук Павлом Макаровым проведено более 50 трансплантаций. Роговицу удается восстановить в 95% случаев, а зрение (0,3-0,7) в 48% случаев. Это очень неплохой результат, когда имеешь дело с ожогом роговицы. Приезд профессора из Америки – прекрасный повод доложить о собственных успехах.

Из слов А.Васильева можно было понять, что роговица является довольно уязвимой частью глаза. Ее повреждение случается из-за механического или химического воздействия. Причем это повреждение нарушает практически все функции глаза. В итоге глаз начинает болеть, и человек может просто-напросто остаться без него, тем более что врачи чаще всего не гарантируют пациенту сохранность органа зрения. Если глаз и остается целым, то всё равно роговица у человека мутнеет, и в итоге появляется бельмо. Поэтому еще в 2000 г. Министерство обороны РФ поставило перед учеными института задачу разработать методику и технологию лечения роговицы глаза. За этот проект и взялась группа профессора А.Васильева.

На сегодняшний день в Институте биологии развития РАН складывается сильный конгломерат нескольких организаций, взаимодействие которых, как надеются ученые, поможет развивать и дальше идеи профессора Энтони Аталы.

ЭСК – блестящая биологическая модель, но…

Проблема современной тканевой инженерии чаще всего упирается в то, чтобы найти материал, из которого можно было бы получить клетки для лечения принципиально важных заболеваний. А.Васильев рассказал о том, что одна из сотрудниц института – профессор-нейробиолог Марина Александрова работает в данный момент с клетками пигментного эпителия глаза с целью получения клеток, близких к нейрону. И ситуация с передовыми технологиями в России вовсе не проигрышная. В любом случае трансплантаты должны принести революционные изменения в науке. По оценке экспертов, поколение, родившееся в 90-е годы ХХ века, будет жить на 30 лет дольше.

Окончание жизни есть истощение регенеративного потенциала. Это стало аксиомой. Но, как говорит А.Васильев, отношение власть имущих к новым технологиям часто сводится к одной позиции: опять эти стволовые клетки!.. Возможно, такое неприятие связано с «черной косметологией», но всё равно надо понимать, что сейчас появляются только первые результаты экспериментов, а перспективы-то у направления далеко идущие. Эмбриональные стволовые клетки являются блестящей биологической моделью для науки, по мнению ученого. Но ручаться за них, что называется, головой никто не может, потому что неизвестно, как они себя могут повести. В одних случаях стволовые клетки провоцируют развитие опухоли, в других – наоборот уничтожают ее. Поэтому опухолевая настороженность существует.

Технология, о которой рассказывал профессор Атала, чрезвычайно близка и понятна российским ученым, да и проблемы, наверное, она имеет схожие. Они связаны с внедрением новых методов в широкую практику, с поддержкой научных исследований на серьезном государственном уровне. Центру Энтони Аталы крупно повезло: только 5-летний контракт с Пентагоном принес американским исследователям 85 млн долл. В ответ на эту информацию А.Васильев тут же отреагировал: мы тоже, мол, получили за 20 лет своей исследовательской работы 85 млн. Только рублей. А работали ничуть не хуже заокеанских коллег.

Фантастика становится реальностью

– А я вот, честно говоря, не очень понимаю, что есть такое регенеративная медицина, – сказал доктор биологических наук Сергей Киселёв. – Все-таки медицина должна быть направлена сегодня на профилактику, на предотвращение болезней, а не на лечение тяжелых последствий. А то, о чем мы сейчас говорим, относится именно к лечению запущенных болезней. Я считаю, что очень мощная вещь – генная терапия. Мы сейчас завершили третью фазу клинических испытаний генной терапии ишемии нижних конечностей.

Ученому задали вопрос, а возможна ли регенерация мозга? Он ответил осторожно: наверное, да, но со временем. Сейчас в мире идут работы с нервной тканью, и довольно успешно, но пока на стадии клинических испытаний. В США началась в прошлом году первая фаза клинических испытаний по восстановлению повреждений спинного мозга после травмы с помощью стволовых клеток. В Великобритании идут работы по восстановлению больных после инсульта, и тоже стволовыми клетками. Но опять-таки на уровне клинических испытаний. Года через 2 закончится первая фаза этих испытаний, и можно будет говорить о каких-либо результатах, лет через 5 станет известно об очередной фазе клинических испытаний, ну и так далее.

…Вот уже 11-й год мы живем в новом веке, и успели осознать, как много изменилось в жизни науки за это время. Науки в любой области, но в такой, как медицина, эти изменения особенно заметны. Старые методики лечения уходят в прошлое, уступая место передовым, новейшим технологиям, которые раньше казались просто фантастическими, а теперь воспринимаются уже без «ахов». Не могу не сказать о том, что на этом научном кафе скромно сидел в уголке профессор кибернетики Университета Рединга Кевин Уорвик (Великобритания). Сидел и слушал. А ведь сам он занимается интереснейшими исследованиями, в которых стремится выявить закономерность: каким образом имплантация и электродные технологии могут быть использованы для создания биологического мозга роботов и облегчения последствий заболеваний нервной системы человека? Как электродная технология помогает установить связь с корой головного мозга и нервной системой? А то, что в будущем появится биологический мозг, в котором имплантаты соединят нервную систему человека с техникой и с Интернетом, сомнений уже не вызывает.

Татьяна КУЗИВ, корр. «МГ».
Москва.