Регенеративная медицина: обман или надежда?

Лечение пораженных тканей за счет своих же клеток значительно облегчает процесс восстановления и решает вопрос с подавлением иммунного ответа — после пересадки донорских органов пациенты вынуждены бороться со своим же организмом всю жизнь. О том, станет ли регенеративная медицина очередным прорывом для человечества, рассказывает Валерия Цвелая, заведующая лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Самый наглядный пример регенерации у человека — это процесс восстановления кожи: в момент любого пореза в организме включаются сигнальные пути, которые дают ход определенным антителам и факторам для дальнейшего заживления, говорят, каким клеткам куда идти и что делать. Но подобный механизм существует для всех наших органов. Например, сердце тоже способно условно регенерировать. Оно постоянно находится в движении: волна возбуждения проходит и возвращается обратно, ритмично сокращая предсердия и желудочки. Любые отклонения от ритма представляют угрозу для здоровья, и, к сожалению, это распространенная проблема. Чаще всего такие аритмии вызваны повреждениями сердечной ткани, накопленными за время жизни. Пока эти рубцы лечатся только путем выжигания, то есть нанесением еще больших повреждений, и полностью избавить от них не представляется возможным. Но сердце имеет клетки, потенциально способные заменить поврежденные. А это значит, что в организме есть механизмы, которые могут стимулировать клеточную заместительную терапию — запустить определенные сигнальные молекулы, которые откроют регенеративный потенциал сердца.

Звучит оптимистично, но, к сожалению, таких клеток в сердце, как и в большинстве органов, очень мало. Довольно активно способны к регенерации разве что кожа и печень. Однако, преобразовывая врожденный природный потенциал, мы в теории можем восстанавливать клетки и других органов за счет своих же ресурсов. Почему же к этому виду медицины, имеющему блестящие перспективы, многие врачи и даже ученые настроены скептически: «возможно, когда-нибудь — и только не в мою смену»? Дело в том, что регенеративная медицина чаще всего оперирует понятием стволовых клеток. Когда их открыли, они считались панацеей от всех болезней, но практика показала, что этот метод гораздо менее эффективен, чем ожидалось. Стволовые клетки — незрелые предшественники наших клеток, но их прямое введение не гарантирует, что они будут дифференцироваться в нужные ткани, а введение культивируемых не гарантирует их выживания и функционального слияния с тканью нужного органа. Большинство из них при искусственном введении просто выводятся из организма, а в худшем случае преобразуются в раковые. Панацеи не случилось, и многие разочаровались во всем этом виде терапии. Кроме того, когда стволовые клетки только открыли, их брали у эмбрионов, чаще всего — абортного материала. С этической стороны это, мягко сказать, негуманно, а с медицинской — довольно бесполезно, так как хорошо приживаются только родные клетки организма.

Это заставило научные умы задуматься — и прийти к решению, которое было на поверхности: если стволовая клетка способна дифференцироваться в клетки любой ткани, почему не запустить этот процесс с обратной стороны? И это привело к большому открытию, ученые получили индуцированные плюрипотентные стволовые клетки: от латинского «плюрипотенция» — «способность ко многим [вещам]», развитие по разным сценариям. Это решило сразу две проблемы. Первая: это родные клетки, их получают из крови самого пациента, что исключает негативный иммунный ответ. Вторая: отпала необходимость в донорском материале. Но мы все еще не избавились от возможного образования рака и плохой приживаемости клеток в организме (они тоже активно выводятся).

Конечно, наука не стоит на месте, и с развитием технологий открываются новые пути решения. Например, с помощью полимеров или других биосовместимых материалов мы пытаемся сделать усовершенствованный вариант, микс живых и искусственных тканей, а также облегчить доставку клеток. Но многие ученые желают дойти сразу до создания целой системы выращивания органов, и здесь возникает основная проблема: сложная система кровоснабжения клеток. К сожалению, искусственная васкуляризация органов пока недостижима.

Таким образом, в ближайшие 30 лет вряд ли удастся полностью воссоздать в 3D столь сложную структуру, как сердце,— мы не умеем, как природа, проращивать сосуды, которые питают клетки, внутри органа. Пока мы можем создавать только ткани в плоскости 2D, например кожу или сетчатку глаза. И уже есть успешные примеры: в Японии была проведена операция по вживлению сетчатки, выращенной из клеток пациентки, во многих клиниках проводятся операции по лечению ожогов методами регенеративной медицины. Это очень вдохновляющие новости, так как любая трансплантация или протезирование неизбежно вызывает иммунный ответ, и вся жизнь пациентов будет проведена на иммуносупрессорах. Причем чужеродные органы довольно быстро требуют замены, зарастая различными тканями организма,— иммунная система пытается ликвидировать чужеродный объект. В итоге требуется очередная пересадка, и, к сожалению, у многих пациентов просто не хватает времени на ожидание донорских органов. Здесь мы также надеемся на регенеративную медицину: частичная замена поврежденных клеток продлит жизнь и повысит ее качество.

Именно поэтому наша лаборатория пока не ставит перед собой задачу вырастить сердце, а занимается поиском альтернативных способов лечения самых распространенных сердечных заболеваний: аритмии, тахикардии, инфарктов. К сожалению, щадящих способов лечения этих болезней не существует, требуется хирургическое вмешательство, и мы рассматриваем измененную клеточную терапию — замену поврежденных тканей с помощью «заплаток». В своей работе мы ушли вперед и используем не плюрипотентные клетки — наша клетка начала свой путь в сердечную еще в чашке Петри, но при этом не потеряла свойства присоединяться к ткани. Она не взрослая. Это ребенок, который может еще формировать связи с внешним миром, у которого все растет, а клетки делятся, формируя орган. Это специальный период развития: неонатальный. Но в мозг эти клетки уже не пойдут и в раковые также не перейдут. Они стволовые, но, ровно как в сердце, это и есть его регенеративный потенциал.

Таким образом, регенеративная медицина до сих пор находится в зарождении, когда есть очень много проблем, но есть и пути их решения. И по-прежнему в исследованиях мы руководствуемся принципом «не навреди».