В рамках новой программы Союзного государства «Стволовые клетки» учёные России и Белоруссии планируют создать современные технологии лечения людей
Пока документ проходит согласование в союзном правительстве, специалисты двух стран уже готовятся к проведению масштабных научных работ по применению клеточных технологий для лечения диабета, инфаркта миокарда и дефектов кожи.
«Скорая помощь» для организма
Современная медицина связывает с клеточными технологиями огромные надежды. Заветная мечта учёных – научиться использовать такие клетки для лечения заболеваний, не поддающихся лекарственной терапии. Пока это только планы, однако многое делается для того, чтобы поскорее воплотить их в жизнь.
Стволовые клетки открывают перед медициной широкие возможности, – рассказывает директор Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Белоруссии доктор биологических наук, академик Игорь Волотовский. – По сути, они представляют собой исходный материал для клеток любой ткани в организме человека, являются важнейшим восстановительным резервом для замещения различных дефектов. С момента появления человека на свет стволовые клетки развиваются, приобретая так называемую специализацию – каждая из них образует определённый тип ткани или органа, например, кожного покрова, мышечной и других. В случае пореза, ушиба или другого повреждения ткани такие клетки для организма – своеобразная «скорая помощь»: они быстро «направляются» в место травмы и заменяют повреждённые клетки, восстанавливают их функцию. Максимальное количество стволовых клеток содержится в организме новорождённых. В их костном мозге примерно на 10 тысяч кроветворных клеток приходится одна стволовая. У подростков стволовых клеток уже в 10 раз меньше, а у пожилых людей одна такая клетка встречается среди миллиона кроветворных. С уменьшением числа стволовых клеток восстановительные возможности организма снижаются. Если учёные найдут механизм управления ими, то смогут бороться с самыми тяжёлыми и даже неизлечимыми заболеваниями, восстанавливать людям здоровье, возвращать молодость и силу.
Клону быть или не быть?
Механизм манипулирования стволовыми клетками в полной мере пока не освоен ни в одной стране. Работы по созданию клеточных технологий ведутся во многих лабораториях мира, а вот для лечения людей эти клетки широко не применяются. Сообщения в средствах массовой информации об их успешном использовании при лечении того или иного заболевания часто не подтверждаются. Пока медицина до конца не выяснила, как приживить пересаженные стволовые клетки и заставить их правильно работать в организме человека. Эксперименты, проводимые зарубежными специалистами на животных, показали, что в одних случаях стволовые клетки «повинуются» командам организма и спасают его, в других – плохо в нём приживаются и ускоряют развитие заболевания. Однако учёных неудачи не останавливают, и они стараются расширить круг своих исследований. Многие уверены, что будущее медицины – за клонированием стволовых клеток, взятых из эмбрионов человека. Вопрос о свободе таких исследований до сих пор однозначно не решён. Значимость клеточной трансплантологии для науки и медицины очевидна и не оспаривается. В то же время часть общества по-прежнему считает использование клеток человеческих эмбрионов неэтичным.
Споры по данному вопросу периодически разгораются с новой силой. Одним из последних сенсационных событий в медицине и генной инженерии стало принятие новым президентом США Бараком Обамой документа об отмене ограничений на разработку методов использования стволовых эмбриональных клеток при лечении людей. Впервые в мире калифорнийская биотехнологическая компания «Герон» организует клинические испытания клеточных технологий с участием пациентов с травмами позвоночника.
Расти клетка большая…
Такие проекты для учёных Белоруссии – перспективы далёкого будущего, ведь белорусская клеточная инженерия находится только в начале пути. В то же время исследователям и сейчас есть чем гордиться. К примеру, специалисты Института биофизики и клеточной инженерии НАН нашли эффективные способы выделения стволовых клеток из тканей и поддержания их жизнеспособности в течение длительного времени. А недавно белорусские учёные успешно провели эксперимент, доказывающий, что использование стволовых клеток даёт положительный результат в лечении конкретных заболеваний. Так, одному из подопытных кроликов с помощью каиновой кислоты запустили процесс атрофии зрительного нерва. Затем ввели в поражённый орган эмбриональные стволовые клетки мыши, они блокировали токсический процесс и положительно сказывались на состоянии зрительного нерва животного в течение длительного времени. К слову, культивирование стволовых клеток – кропотливый, трудоёмкий и очень волнительный для учёных процесс. Клетки капризны: им нужна строго определённая температура, процент углекислого газа в окружающем воздухе, абсолютная стерильность и ежедневный микроскопический контроль.
– Клетки выращиваем в специальных пластиковых флаконах, заполненных питательной средой с необходимыми для роста полезными веществами, – рассказывает руководитель группы клеточной биотехнологии Института биофизики и клеточной инженерии Елена Лобанок. – Продолжительность жизни стволовой клетки во многом зависит именно от этой среды. Мы постоянно меняем её состав, добавляем различные соли, аминокислоты, витамины, антибиотики и другие вещества и наблюдаем за тем, как их действие скажется на росте клеток. Случается, что наши «маленькие пациенты» гибнут, однако в большинстве случаев эксперименты заканчиваются удачно и мы добиваемся нужных результатов. Важно не просто вырастить стволовую клетку, но и поддержать её жизнеспособность. Современные технологии позволяют хранить однажды полученные стволовые клетки десятилетиями. В то же время учёные продолжают ломать голову над тем, как сохранить первоначальные свойства стволовых клеток при трансплантации, заставить их работать в организме.
– Ответы на эти вопросы надеемся получить вместе с российскими коллегами, – отмечает Игорь Волотовский. – Предстоит понять, какие факторы и условия необходимы для того, чтобы стволовые клетки превращались в клетки печени, почек, сердца и других органов. Задача эта крайне непростая. На первом этапе сотрудничества мы планируем интегрировать и усовершенствовать созданные в Белоруссии и России технологии по выделению, выращиванию, поддержанию жизнеспособности и подготовке стволовых клеток к введению в организм. На втором – обобщить полученные результаты и уже на практике применить их для лечения диабета, инфаркта миокарда и заболеваний кожи.
Технологии завтрашнего дня
Совместные исследования специалисты двух стран будут проводить не с чистого листа. У обеих сторон есть чем поделиться и что перенять друг у друга. В Белоруссии ещё со времён Советского Союза сохранилась сильная научная школа в области молекулярной и клеточной биофизики. В России в этой области также накоплен богатый потенциал.
– Взаимодействие научных институтов в сфере клеточной биологии осуществлялось нами и ранее, но оно было точечным, – говорит Игорь Волотовский. – В ходе выполнения совместной программы работа белорусских и российских специалистов будет систематизированной, направленной на выполнение одних целей.
В перспективе учёные двух стран планируют не только внедрить в медицину современные клеточные технологии, но и создать единый банк клеток пуповинной крови – наиболее доступного источника эмбриональных стволовых клеток. Такую кровь забирают из зародышевой вены пуповины младенца после его рождения. Затем её упаковывают в стерильный пакет и отправляют в хранилище. Человек, у которого забрали кровь, на протяжении десятилетий может рассчитывать на то, что его собственный биоматериал при необходимости поможет ему устранить проблемы со здоровьем. Все эти технологии сегодня кажутся фантастикой. Однако учёные Белоруссии и России убеждены, что совсем скоро они станут реальными и прочно войдут в нашу жизнь.