Произошедшая на наших глазах биотехнологическая революция изменила мир так же радикально, как в свое время его изменил паровой двигатель и открытие атомной энергии. О самых важных направлениях биотехнологий рассуждает заместитель директора Института молекулярной генетики РАН профессор Вячеслав Тарантул
— Вячеслав Залманович, когда говорят о перевороте, совершенном новыми технологиями, какие открытия имеют в виду в первую очередь?
— В оценке главных событий последних лет мнения, как правило, сходятся: это клонирование многоклеточных организмов, создание трансгенных животных — биореакторов, производящих дешевые лекарства, получение эмбриональных клеток человека и, конечно, проект по расшифровке генома человека.
— Основную работу по прочтению генома выполняли американцы и японцы, мы же участвовали в ней совсем немного. Насколько этот факт будет тормозить российскую науку в дальнейшем?
— Расшифрованный геном — информация открытая, ею могут пользоваться все. Мне кажется, даже хорошо, что не мы затрачивали такие невероятные средства на подобную работу. Когда прошла первая эйфория по поводу окончания проекта, стало ясно, что расшифровать, то есть понять, геном нам еще предстоит. Пока мы только записали текст объемом в тысячу томов по тысяче страниц каждый, в котором смогли прочесть только 2 процента. Но все это будет очень полезно как для ученых, так и для практической медицины. В процессе расшифровки генома человека происходило совершенствование технологии, и это позволило решить много других проблем. В частности, был выявлен потрясающий факт: посмотрев на суммарный объем расшифрованной информации, ученые поняли, что нас населяет огромное количество микроорганизмов, о которых мы никогда не слышали и ничего не знаем. Это так называемые некультивируемые микробы, которые погибают, как только оказываются вне организма. Интересно, что когда сравнили эти микробиоты в организмах людей разных национальностей, то они оказались разными. Эти загадочные микроорганизмы передаются по наследству матерью, и мы можем только догадываться об их роли в жизни человека.
— Представляете, если окажется, что менталитет разных народов — это всего лишь продукция деятельности разного набора микробов.
— Возможно, эта информация действительно окажется весьма существенна. Но пока наша ближайшая задача — все-таки определить, какие гены в геноме человека за что отвечают и как работают. Во всем мире создается огромный банк генов и тех мутаций, которые в них произошли за время существования человечества. Эта база позволит в дальнейшем проводить диагностику генома каждого человека сразу после рождения и определять проблемы, которые могут возникнуть у него в разном возрасте. Учитывая, что в организме человека 25 тысяч генов, работы хватит на всех.
— Но одно дело — узнать, что у тебя есть дефектный ген и ждать, что он сработает, а другое — исправить поломку, чтобы жить спокойно.
— Надежды сегодня возлагают на генную терапию, которая существует в нескольких вариантах. С ее помощью в отдельные клетки человека можно добавить ген, который у него не работает. Например, если печень не производит жизненно важные ферменты, человек обречен на быструю гибель. С помощью новых технологий можно изъять у человека клетки печени, размножить их в пробирке, после чего добавить им нужный ген, то есть генно-модифицировать. Затем эти же клетки пересаживают обратно человеку и получают порой отличный терапевтический эффект.
Можно применить и другой вариант для введения какого-либо "лечебного" гена в клетки человека. К нам в Институт молекулярной генетики обратились хирурги из Российского центра хирургии РАМН с просьбой найти какое-нибудь средство, помогающее людям с ишемией нижних конечностей. При подобных поражениях сосуды забиваются склеротическими бляшками, кровь перестает поступать и ноги приходится ампутировать. Работой руководил академик Н. П. Бочков. Наша идея была проста: выделить ген, который способствует росту кровеносных сосудов. После множества экспериментов в лаборатории такой ген был получен, и мы стали думать, как его доставить в организм. Вводить иголкой внутрь нельзя — он моментально разрушался клетками иммунной системы человека. Тогда мы с коллегами из Института эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи РАМН взялись за аденовирусы, которые за много веков научились беспрепятственно проникать в клетки и уже не доставляют людям особых хлопот. "Лечебный" ген встраивали в генетический аппарат аденовирусов. Получив разрешение биоэтической комиссии, хирурги делали пациентам инъекции с этими вирусами, и они действительно смогли доставить нужный ген: медики наблюдали, как вокруг старых пораженных сосудов у пациентов начали расти новые.
— Кажется, что технологии, связанные с эмбриональными клетками, обещают более впечатляющие результаты — регенерацию тканей, восстановление органов, омоложение организма...
— Стволовые клетки, полученные из эмбрионов, из человеческих эмбрионов, действительно многократно пытались вводить животным. Но, несмотря на поднятый ажиотаж, эффект получался неважный. Более того, по всем своим свойствам эмбриональные стволовые клетки в своем изначальном виде напоминают раковые — они бесконтрольно делятся, не дифференцируются, введение их в таком виде чревато появлением онкологии. Поэтому сейчас ученые пытаются разными способами заставить эти клетки начать превращаться в ту ткань, которая нужна пациенту.
— Каким образом клетки можно заставить переродиться в какую-то конкретную ткань?
— Есть несколько вариантов, например на эмбриональные клетки воздействуют определенными белками или химическими препаратами. То есть элементарно капают в пробирку препарат и смотрят, как себя поведет культура клеток. Сегодня существует уже больше тысячи описанных наблюдений подобных превращений. Сложность в том, что стволовые клетки "не хотят" дружно превращаться во что-то одно. Например, 50 процентов превращаются в нервную ткань, а остальные — кто во что горазд. Почему так происходит — еще предстоит изучить.
— Если все работы со стволовыми клетками остаются на уровне пробирок и экспериментов, что же тогда обещают рекламируемые методики лечения?
— Терапевтическое клонирование в России — терра инкогнита, серая зона. Есть серьезные ученые, которые занимаются фундаментальными исследованиями свойств эмбриональных клеток, но их мало. В противовес этому журналы завалены рекламой клиник, практикующих разного рода лечения с помощью стволовых клеток. Подобные заявления нарушают существующее законодательство: у нас нет ни одного узаконенного метода лечения с помощью стволовых клеток. Не так давно некий косметический кабинет попросил проверить нас, чего же они колют своим пациентам для омоложения. В пузырьке, который принесли для проверки, оказалось 90 процентов мертвых клеток, по сути токсинов, и 2 процента клеток неизвестной природы — вот и все омоложение.
— На ваш взгляд, будет ли все-таки когда-нибудь клонирован человек? И если да, то каким способом?
— Прогресс не остановить. Если есть какая-то технология, то всегда найдутся умельцы, которые будут это делать, тем более что речь идет о технологиях, обещающих большие деньги. Если говорить о способах, то, на мой взгляд, самым реальным кажется такой фантастический на сегодняшний день метод, как синтез необходимой ДНК химическим путем. Сейчас это делают для микроорганизмов, а когда-нибудь научатся делать для больших и сложных. Еще недавно расшифровка генома человека занимала 10 лет и стоила 6 млрд долларов, а сегодня это можно сделать в течение недели, затратив всего 2 тысячи долларов. Так что прочитанный геном человека, возможно, будет записываться на какой-либо диск, а потом по этой записи, как по нотам, будет воссоздаваться клонированный человек.