Многократно удешевить процесс позволяют биореакторы, которые размножают клетки оптовыми партиями (Новосибирск, 3 апреля, «Здоровье-ДВ»). В 1909 году профессор Императорской Военно-медицинской академии эмбриолог Александр Максимов впервые ввел понятие «стволовая клетка». Девяносто лет спустя способность стволовых клеток залатать любые бреши в человеческом организме признали главным открытием в биологии после расшифровки ДНК.
Наконец, в марте 2009 года президент США Барак Обама вновь разрешил самой богатой стране мира оплачивать изучение эмбриональных стволовых клеток. Вряд ли американский президент подозревал, что тем самым отпраздновал столетие открытия русского профессора. Зато проект НГС.НАУКА, оценив красоту совпадения, решил рассказать о новосибирских биотехнологах, которые планируют справиться с одной из ключевых проблем терапии стволовыми клетками — ее дороговизной. Выращивание клеток в пробирках никогда не позволит им соперничать по доступности, к примеру, с антибиотиками, уверяет директор по науке компании «Саяны» Юрий Рамазанов. Многократно удешевить процесс позволяют биореакторы, которые размножают клетки оптовыми партиями.
Клиническое изучение эмбриональных стволовых клеток традиционно нервирует верующих и защитников биоэтики. Снятие запрета на их исследования в США спровоцировало новую волну этических препирательств. Как к этой дискуссии относятся биотехнологи?
Начнем с того, что я не являюсь специалистом по стволовым клеткам: мы только создаем аппараты для масштабного выращивания особо чувствительных типов клеток, в том числе и эмбриональных стволовых клеток человека. Однако обсуждение темы стволовых клеток уже спровоцировало такое количество заблуждений, в том числе этических, что нужно четко объяснить, о каких клетках мы говорим. Существуют так называемые эмбриональные стволовые клетки, которые получают из «абортивного материала», то есть из настоящих человеческих эмбрионов. Мы в этой теме не работаем и работать не собираемся.
Есть другой подход: создание линий эмбриональных стволовых клеток, которые можно выращивать как любую другую клеточную культуру. У нас в России, к примеру, есть шесть таких линий. При культивировании эти клетки никогда не превратятся в человеческий эмбрион.
Их в перспективе, после получения всякого рода разрешений, можно будет использовать в клинической практике. Такой подход не имеет никакого отношения к страшилкам о каких-то преступных группах на Украине, которые заставляли девушек беременеть, чтобы затем использовать стволовые клетки эмбриона.
Другое направление — это работа с аутологичными, то есть собственными, стволовыми клетками человека, которые находятся в крови, костном мозге, жировой ткани и так далее. Во взрослом организме они выполняют функцию «резерва главного командования». Когда начинаются серьезные проблемы со здоровьем, организм пускает их в бой. Чем старше человек, тем меньше этих клеток у него остается.
Пока ученые выращивают стволовые клетки так называемым планшетным способом в пластиковых флакончиках объемом 1–5 миллилитров. Понятно, что о серьезных объемах для широкого проведения доклинических и клинических испытаний здесь говорить не приходится. Попытку выпуска аппарата для массовой наработки стволовых клеток сделала швейцарская компания Hamilton, заявившая о создании роботизированной установки, в которой стоит много таких планшетов с флакончиками. Однако эта конструкция не решает вопрос масштабной стандартной наработки клеток. Дело в том, что в каждом флаконе создаются свои собственные микроусловия, которые пусть незначительно, но отличаются друг от друга. А главная проблема выращивания столовых клеток — их крайняя чувствительность к любым изменениям. Поэтому получить стандартные стволовые клетки в этой конструкции невозможно в принципе. Любые воздействия — механические, тепловые или химические — вызывают их гибель. Масштабная наработка стандартных стволовых клеток — это очень серьезная техническая задача, и за рубежом она не решена.
Какое решение предложили вы?
Клетки можно выращивать в созданной нами модификации газо-вихревого биореактора. Чтобы клетка жила и размножалась, ей нужно доставлять питание, убирать продукты метаболизма и давать дышать. Для этого раствор нужно перемешивать. А как это сделать? В мире существует два типа биореакторов — один напоминает стакан с ложкой. Перемешивание в нем осуществляют за счет движения этой «ложки». Второй перемешивает за счет всплывающих пузырьков газа. Для стволовых клеток оба варианта абсолютно неприемлемы — механическое воздействие мешалки или контакт с пузырьком газа для них смертельны.
Мы разработали, запатентовали за рубежом и выпускаем газо-вихревые биореакторы, в которых жидкость перемешивает воздушный вихрь. Над поверхностью реактора мы создаем небольшой торнадо, которым можем управлять и проецировать его в объем, не травмируя клетки, — в глубине реактора получается такой же торнадо, как и на поверхности.
Это позволяет использовать биореакторы в том числе и для выращивания эмбриональных стволовых и аутологических стволовых клеток. В России одна из самых продвинутых в этом вопросе научных команд — команда руководителя лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики РАН Сергея Киселева и Марии Лагарьковой. В нашем аппарате эта команда успешно провела культивирование эмбриональных стволовых клеток человека.
Были выращены эмбриональные тельца, в которых содержатся разные типы клеток. Включая так называемые плюрипотентные — то есть эмбриональные клетки, которые еще не превратились в клетки печени, селезенки и так далее.
Кроме того, была выращена на носителях мононуклеарная фракция клеток человека, выделенных из костного мозга. Сегодня терапия стволовыми клетками пока не получила массового распространения из-за отсутствия разрешений. Но я думаю, что это дело самого ближайшего будущего. И тогда встанет вопрос дешевой масштабной наработки стандартных стволовых клеток. Наши аппараты позволяют решить эту проблему.
Насколько дешевле окажется ваша технология?
В десятки, если не в сотни раз.
Однако клеточную терапию уже успели раскритиковать: например, готовность стволовых клеток неограниченно размножаться якобы слишком напоминает поведение клеток опухолей.
Это обычная ситуация — тот, кто «не в лодке», начинает критиковать гребцов. В том, что стволовые клетки действительно работают и помогают, уже не сомневается никто. В том же Израиле и других странах ими уже лечат болезнь Альцгеймера, например. Президент США Барак Обама официально и публично дал зеленый свет работам со стволовыми клетками. И принятие им такого ответственного решения говорит о многом, в том числе и о том, что крупнейшие ученые США и других стран, работающих в этой области, считают такие риски минимальными.
Тем не менее, медицинских учреждений для массовой терапии стволовыми клетками в России нет — лечить болезнь Альцгеймера, как в Израиле, здесь негде.
Да, в России разрешение работать со стволовыми клетками, включая их клиническое применение, есть у немногих учреждений — и только в экспериментальных целях. У нас в Новосибирске такие работы имеют право проводить клиника имени Мешалкина и Институт клинической и экспериментальной медицины. Однако это всего лишь вопрос времени. Если это эффективно помогает — значит, это будет делаться. Прогресс невозможно остановить. И тогда встанет вопрос масштабной наработки стандартных стволовых клеток — в том числе и в России.