Гомельские ученые проводят уникальные исследования стволовых клеток
- 5213
- 09:55
- 09.02.2015
Поделиться
Признаюсь, у меня — человека весьма далекого от медицины — вызывает неподдельный интерес все, что касается стволовых клеток. Сегодня так много говорится об их лечебных возможностях, что некоторые вещи кажутся просто фантастикой. Ученые разных стран мира, в том числе Беларуси, занимаются изучением живого «микроконструктора». Над созданием биотехнологий будущего трудятся и в Гомельском медуниверситете.
Признаюсь, у меня — человека весьма далекого от медицины — вызывает неподдельный интерес все, что касается стволовых клеток. Сегодня так много говорится об их лечебных возможностях, что некоторые вещи кажутся просто фантастикой. Ученые разных стран мира, в том числе Беларуси, занимаются изучением живого «микроконструктора». Над созданием биотехнологий будущего трудятся и в Гомельском медуниверситете.
Алексей Кондрачук исследует стволовые клетки в ламинарном боксеИнкубатор для будущей печени
Зачем гомельские ученые исследуют стволовые клетки и так ли огромен природный потенциал? В поисках ответов на эти вопросы отправляюсь в научно-исследовательскую лабораторию медуниверситета. В беседе ее заведующий Евгений Воропаев отметил, что изучать клетки здесь начали около пяти лет назад.
— Работа ведется в рамках Государственной программы научных исследований «Медицина и фармация», — пояснил Евгений Викторович. — Один из ее разделов касается стволовых клеток, а руководит проектом ректор медуниверситета Анатолий Лызиков. Наша главная цель — разработать технологию, которая позволит восстанавливать поврежденные ткани с помощью стволовых клеток, используя методы тканевой и клеточной биоинженерии. Нужно сказать, что исследования ведутся не в одном, а сразу в нескольких направлениях.
Прошу собеседника рассказать о свойствах своих «подопечных» максимально понятным языком. Но сначала развеять или подтвердить миф про стволовые клетки как средство от всех болезней и эликсир молодости.
— Стволовые клетки как панацея — действительно миф, — подчеркнул ученый. — На сегодняшний день достаточно хорошо изучены в лабораторных условиях только определенные их свойства и функции. Во-первых, способность к самообновлению и самоподдержанию. Другая уникальная черта — плюрипотентность. Это значит, что клетки-предшественницы могут давать начало всем типам взрослых клеток, из которых потом формируются ткани и органы. Значительных успехов по применению кроветворных стволовых клеток клиническая медицина достигла в онкогематологии. Их способность восстанавливать нарушенное кроветворение позволяет врачам успешно бороться с лейкозами.
Но сами клетки — еще не лекарственные препараты, а только основа для их создания. Пока в Беларуси, да и во всем мире, научные исследования носят в основном экспериментальный характер. Широкого применения не получили, поскольку много побочных эффектов. Вспомним знаменитостей, которые сделали неудачные инъекции препаратами, изготовленными на основе стволовых клеток.
В научно-исследовательской лаборатории медуниверситата начинали работу практически с нуля.
Клетки изучают в научно-исследовательской лабораторииЗакупили необходимое оборудование, установили инкубатор для выращивания клеток, ламинарный шкаф — собственно рабочее место исследователя. Манипуляции происходят в боксе в стерильных условиях. Контролировать рост и развитие клеток позволяет микроскоп, который увеличивает изображение в 20 — 100 раз.
Инкубатор для выращивания клетокМышку не жалко
В лаборатории мой экскурс в биоинженерию продолжил старший научный сотрудник Алексей Кондрачук. Интересуюсь у него, как добывают материал для работы.
— Различают две группы стволовых клеток, — собеседник начал с небольшого ликбеза. — Эмбриональные (получают из оплодотворенной яйцеклетки), которые дают начало всем клеткам организма. И соматические — стволовые клетки взрослого организма. Их берут из разных источников, в основном костного мозга и жировой ткани. В некоторых странах запретили работать с эмбриональными клетками по морально-этическим принципам. Поэтому соматические — самый распространенный и относительно доступный материал.
Гомельские ученые работают со стволовыми клетками, полученными от животных: мышей, крыс, кроликов. Сырьем выступает костный мозг или жировая ткань. Клетки выделяют и затем выращивают в инкубаторе. Один из самых сложных этапов — дифференцировать клетку, то есть направить развиваться в нужном направлении. Проще говоря, чтобы выросли клетки печени, а не костей. Большое значение играет среда, куда подсаживают исходный материал. «Не всегда получаем, что хотели, — не скрывает ученый. — Будь все так просто, технологии бы давно применялись в клинической практике».
Рабочее место исследователяВсе экспериментальные исследования в лаборатории проводят на животных.
СОСУДЫ. Очень перспективное направление работы наших ученых — создание биоинженерных сосудов из тканей пациента. Подобные исследования в Беларуси проводятся только в Гомеле. «Обычно при пересадке самая большая проблема в том, что импланты плохо приживаются, отторгаются, развиваются тромбозы, — пояснил Евгений Воропаев. — Мы создаем модели сосудов, используя возможности самого организма. Протез формируют из тканей бедра, а для лучшего приживления на него высаживают стволовые клетки».
Создание биоинженерного сосуда — процесс длительныйИдея выращивания искусственного сосуда уже успешно апробирована на лабораторных животных. На следующих этапах работы ученые планируют с разрешения Минздрава перенести разработанную технологию на пациентов. В перспективе биоинженерные сосуды помогут при лечении пациентов с различными заболеваниями сосудов ног.
ПЕЧЕНЬ. При серьезных проблемах с печенью, пожалуй, единственный эффективный способ лечения — пересадка органа. Однако возможности трансплантации весьма ограничены из-за недостатка доноров и сложности их совместимости с пациентом. Вероятно, в будущем восстановить поврежденные органы и ткани, в частности печень, удастся с помощью методов клеточной терапии. Разработкой этих технологий в Беларуси занимаются в том числе и гомельские ученые. В лаборатории достигнуты позитивные результаты. Удалось частично регенерировать печень у крыс. «Сам орган вырастить сложно, — поясняет Евгений Воропаев. — Поэтому выращиваем клетки с похожими характеристиками и подсаживаем в печень. Они хорошо делятся и потенциально могут восстановить поврежденную ткань. Процесс регенерации происходит на клеточном уровне. Будет здорово, если технологию получится перенести на людей. Это спасет многие жизни».
Вырастить клетки печени, а не костей — не простоКОЖА. Еще одно направление, в котором ведутся исследования, — повышение эффективности герниопластики (пластики грыж). В хирургии для восстановления дефектов передней брюшной стенки обычно применяется сетчатый материал. Знакомая проблема — он плохо приживается, возникают осложнения. И опять на помощь приходят стволовые клетки. Идея ученых проста — закрепить клетки на сетчатой полипропиленовой поверхности, чтобы искусственно создать брюшную стенку.
На деле все оказалось не так легко. «Клетки не хотели удерживаться на импланте, — рассказал Алексей Кондрачук. — Большое достижение в том, что их удалось закрепить». Исследования показали, что разработанное покрытие не вызывает отторжения у организма. Спустя две недели после операции происходит заживление и формируется полноценная соединительная ткань.
За ростом клеток ученые наблюдают в микроскопОжидания и реальность
За время исследований гомельские ученые научились получать стволовые клетки, выращивать и дифференцировать их. Но самым сложным вопросом остается возможность клинического применения. «Очень часто ожидания и реальность не совпадают, — не скрывает Алексей Кондрачук. — Колоссальный разрыв между успехами, достигнутыми в пробирке, и теми эффектами, которые наблюдаются в организме».
На практике эффективность стволовых клеток оказывается очень низкой. Если в пробирке их миллион, еще не значит, что при попадании в организм количество сохранится. При пересадке определенная часть клеток гибнет. Зачастую наблюдается эффект хоминга — клетки возвращаются туда, откуда получены. Допустим, ввели инъекцию в поврежденное место, которое планируется восстановить, а клетки не задерживаются, мигрируют «домой» в костный мозг. Следовательно, ожидаемый лечебный эффект не происходит.
— Есть и другая проблема применения стволовых клеток, — продолжает тему Евгений Воропаев. — Модели, отработанные на животном, не всегда можно перенести на человека. Например, мы выяснили, что у крыс хорошо восстанавливается печень. Но это, возможно, особенность самих грызунов. Будут ли стволовые клетки обладать такими же свойствами при использовании технологии на организме человека?
У природы много загадок, на которые предстоит найти ответы.
— Среди самых известных опасений насчет стволовых клеток то, что в теле человека они могут переродиться в злокачественные. Так ли это?— Такая вероятность есть. Онкогенный потенциал стволовых клеток остается пока плохо изученным.— Интересно узнать, какие чувства вы испытываете, работая со стволовыми клетками, ведь, по сути, это медицина будущего?— Как и все мои коллеги, надежду, — ответил, не раздумывая, Алексей Кондрачук. — Возможно, с помощью клеток удастся стимулировать восстановительные процессы и вылечить заболевания, которые пока считаются неизлечимыми или трудноизлечимыми, например, рак.— Клеточная терапия — интересный и перспективный раздел медицины, — дополняет Евгений Воропаев. — Постоянно публикуются какие-то научные исследования по этой теме. Вероятно, уже через 5 — 10 лет коллеги смогут добиться определенных результатов и поставить некоторые технологии на поток. Так, например, уже в ближайшем будущем планируется, что на 3D-принтерах можно будет печатать органы с использованием стволовых клеток.
Реклама
