Стволовые клетки размножаются при помощи денег

http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=c9e8626c-821a-4d22-8c86-5dcff419dfe5&print=1
© 2024 Российская академия наук

В истории генетики — новый этап. Щедро финансируемый правительствами нескольких стран мира

Президент США Барак Обама снял запрет на финансирование исследований в области эмбриональных стволовых клеток, наложенный в 2001 году президентом Джорджем Бушем. За что были «репрессированы» американские генетики? Что такое стволовые клетки? Какие болезни человечество сможет победить с их помощью? Каких успехов добились наши ученые? На эти и другие вопросы отвечают эксперты Российской академии наук (РАН).

Александр Белявский, Институт молекулярной биологии РАН, руководитель лаборатории, доктор биологических наук:

— Миллионы рабочих клеток гибнут в человеческом организме. Им на помощь спешат клетки особого рода, которые российским ученым Александром Максимовым в 1909 году были названы «стволовыми». Механизм прост. Стволовые клетки при делении образуют одну материнскую клетку и другую клетку, которая в процессе деления превращается в рабочую. Особый случай — эмбриональные стволовые клетки. Они могут воспроизводить любой тип клеток.

Стволовые эмбриональные клетки человека берутся на самой ранней стадии развития, примерно на 5—6-й день после оплодотворения. Материал, который используется учеными, обычно остается после процедуры экстракорпорального оплодотворения (ЭКО, «оплодотворение в пробирке»). Это не востребованные эмбрионы.

В 2001 году президент Буш признал неэтичной эту операцию. Потому что речь идет фактически об уничтожении человеческой жизни. Дело в том, что до последнего времени для получения эмбриональных стволовых клеток человека нужно было разрушить человеческий зародыш на самых ранних стадиях. Последние два года ученые научились получать стволовые клетки без разрушения эмбриона: из зрелых клеток человека введением дополнительного гена образуют материал, сходный с эмбриональным стволовым.

Сергей Киселев, Институт общей генетики РАН, руководитель лаборатории генетических основ клеточных технологий, доктор биологических наук:

— Наша лаборатория одна из первых в стране получила эмбриональную стволовую клетку человека и исследовала ее свойства. Эти работы идут по трем основным направлениям. Первое — фундаментальные исследования, связанные с эмбриональным развитием человека, с тем, как, из каких клеток формируются те или иные органы и ткани и к чему это приводит. Второе — разработка технологий лечения заболеваний человека. Третье — анализ и проверка лекарственных средств на основе стволовых клеток.

Мы разработали метод превращения стволовых клеток человека в клетки кровеносных сосудов и процедуру их отбора. Специалисты нашей лаборатории доказали, что новые клетки по своим свойствам повторяют характеристики клеток сосудов. С коллегами из Красноярска мы получили линию эмбриональных стволовых клеток, которые пригодны для терапевтического использования.

У себя в лаборатории из клетки взрослого организма с помощью генетических манипуляций мы получили трансгенные клетки, похожие на эмбриональные стволовые. Все мы знаем трансгенную кукурузу, которая хорошо растет, потому что туда введен специальный ген. Так же и со стволовыми клетками человека. Во взрослую клетку человека вводятся дополнительные гены, которые делают ее похожей на эмбриональную стволовую. Но трансгенная кукуруза всего лишь проходит по пищеварительному тракту человека и выводится наружу. Ее не пересаживают в виде ткани, она не размножается в организме пациента. Другое дело — стволовые клетки. С ними человек должен жить дальше. Для этого мы изучаем возможности и особенности вновь полученных клеток. Ведь они должны быть на иммунном уровне совместимы с организмом больного. Идеальный вариант, когда мы берем клетку из организма пациента, изменяем ее, а после этого трансплантируем тому же человеку. Но пока эта технология не совершенна.

— Профессор Московского НИИ эпидемиологии Александр Фриденштейн в начале XX века открыл новый тип стволовых клеток мозга, которые дают начало некоторым видам тканей, например, костной, жировой, хрящевой. Использование этих клеток в медицине очень перспективно. С ними работают ученые в нашем Институте молекулярной биологии РАН. Мы ищем возможность лечения ишемической болезни сердца, инфаркта и инсульта. Известно, что стволовые клетки стимулируют развитие сосудов в пораженных болезнью органах человека. Но они делают это медленно — в течение нескольких лет. Задача наших ученых ускорить этот процесс путем введения в стволовые клетки особой генетической конструкции.

Галина Павлова, Институт биологии гена РАН, руководитель группы, кандидат биологических наук:

— Есть ряд тяжелых заболеваний, в результате которых погибают клетки нервной системы — нейроны: болезнь Паркинсона, Альцгеймера. Их причина — генетические нарушения. К сожалению, нейроны не восстанавливаются. Современная медицина предложила методы лечения подобных заболеваний на клеточном уровне. В мозг больного в ходе операции вводятся стволовые клетки, измененные особым образом. Это приходится делать, так как собственные стволовые клетки пациента при делении дают те же пораженные болезнью нейроны. Такие методы лечения в последние годы с успехом практиковались в клиниках США и Израиля. Эффект был потрясающий. Все признаки болезни Паркинсона исчезали. Но снова возвращались к пациентам через год или два. Ученые стали искать причину. Выяснилось, что при трансплантации измененных стволовых клеток в мозг пациента там образуется рубец, похожий на след после инсульта, который мешает созданию связей между образующимися путем деления стволовых клеток здоровыми нейронами. Мы добились снижения влияния рубца на образование связей между здоровыми нейронами и в некоторых случаях научились его преодолевать. Но проблема в том, что мы не можем выйти на уровень клинических испытаний. В России они запрещены.

В нашей стране не существует сертифицированных методов использования стволовых клеток. Их разрешено применять только для безнадежных больных. То есть ученые могут сколь угодно успешно проводить исследования, но не могут с препаратом выйти на медицинский рынок.

Дело в том, что под понятие «стволовая клетка» подходят многие виды клеток человеческого организма. Во-первых, стволовые клетки человеческого зародыша (эмбриона). Это самый удобный материал для ученых и медиков. Но часто при трансплантациях эти клетки вызывают опухоли у пациентов. Во-вторых, стволовые клетки взрослого организма, которые изменяются методами генной инженерии для получения требуемых свойств. Их получают из костного мозга или жировой ткани человека. В-третьих, стволовые клетки, получаемые после абортов. С их использованием тоже много вопросов, потому что возникает этическая и религиозная проблема разрушения будущей человеческой жизни. Если одобрить такой способ получения стволовых клеток, коммерческое использование человеческих зародышей может получить криминальный оборот...

В Министерстве образования и науки РФ была создана комиссия по сертифицированию культур клеток. Но потом ее финансирование было прекращено.

— Ни одной лаборатории, ни одному институту России не удалось получить разрешение на проведение клинических испытаний с использованием стволовых клеток. За рубежом такие испытания идут уже три года. У нас важная проблема загоняется в подполье. Идет несанкционированное лечение пациентов. На сайте одной из клиник я прочитал, что стоимость терапии с использованием стволовых клеток начинается от 8 тысяч евро. В других клиниках еще дороже: от 15 тысяч евро и до бесконечности.

— Ограничения, которые ввел на исследования эмбриональных стволовых клеток Джордж Буш, касались только финансовой стороны. Запрещено было федеральное финансирование подобного рода работ. После снятия запрета Барак Обама пообещал вложить в исследования на протяжении полутора лет от 10 до 50 млрд долларов.

То есть суммы, которые тратят на научные работы по исследованию эмбриональных стволовых клеток в Европе и США, не сопоставимы даже с бюджетом РАН. Поэтому, хотя наша наука и старается работать на мировом уровне и все наши исследования описаны в ведущих международных журналах, мы, несомненно, очень сильно отстаем от коллег.

— Можно пересчитать по пальцам тех ученых, которые работают в нашей стране на мировом уровне.

В Институте цитологии в Санкт-Петербурге работают с эмбриональными стволовыми клетками. Пытаются с их помощью создать эквивалент человеческой кожи для лечения ожоговых и раковых заболеваний, успешно применяют разработки в клинике.

Ученые в гематологическом и кардиологическом центрах Российской академии медицинских наук достигли хороших результатов. Там занимаются исследованиями свойств стволовых клеток костного мозга человека, возможностью их использования для восстановления сердечной ткани и крови. На биологическом и факультете фундаментальной медицины МГУ впервые в мире выделили стволовые клетки из жировой ткани человека. Научились размножать их с помощью нанотехнологий. И главное — нашли способ заставить их развиваться в необходимые типы тканей. Например, при переломе ноги обычно процесс излечения занимает месяцы, а с помощью стволовых клеток — всего пару недель.

Но безусловные лидеры в исследованиях стволовых клеток — США и Япония. Больших успехов в этой области достигли ученые Испании и Германии. Великобритания стремится не только соответствовать мировому уровню, но и занять лидирующие позиции в биотехнологии. Для реализации этого плана палата лордов смягчила законодательство в области клонирования и исследования стволовых клеток. Это вызывает приток ученых в страну. В Великобритании открыт национальный банк стволовых клеток, подобный банку крови. Он предназначен для сбора всех полученных стволовых клеток, которые будут доступны для исследователей. При необходимости клетки можно будет копировать методом клонирования, создавая новые линии. Доктор Остин Смит, директор Центра исследований генома в Эдинбургском университете (Шотландия), получил сразу две лицензии на проведение исследований. «Сейчас главная задача наших исследований — научиться выращивать стволовые клетки, чтобы создавать из них нервную или сердечную ткань, а также клетки крови», — сказал Смит.