Марк Бугаертс - История крови. От первобытных ритуалов к научным открытиям

Всегда следует соблюдать осторожность. Например, многие педиатры задавались вопросом, можно ли использовать стволовые клетки из собственной пуповинной крови у детей с церебральным параличом, обычно вызванным кислородным голоданием перед родами или во время них. Рассуждения были логичными: если клетки мозга погибли, а стволовые клетки пластичны, они могут исправить эти дефекты и вылечить паралич. И если они смогут подавить сопутствующие воспалительные процессы (иммуномодуляция), это также будет преимуществом. Воодушевленные первыми многообещающими результатами в Южной Корее в 2010 году, западноевропейские и американские исследовательские группы также начали необходимые испытания. Но никто не знает, какой тип клеток на самом деле отвечает за этот процесс. На самом ли деле это стволовые клетки? Действуют ли они прямо или косвенно — через иммуномодуляцию? Не служат ли лимфоциты пуповинной крови главными помощниками? А что насчет мезенхимальных стволовых клеток? Насколько постоянен и устойчив результат? И не связано ли это с эффектом плацебо?

Некоторые из этих весьма горячих споров будут разрешены, когда эмбриональные или индуцированные плюрипотентные стволовые клетки станут доступными для использования на людях.

С момента их открытия и культивирования американцем Джимом Томпсоном (Висконсинский университет, США) в 1998 году из одиночных (избыточных) эмбрионов в рамках программ фертильности эмбриональные стволовые клетки стали золотым стандартом для всех дальнейших исследований в этом направлении. Ведь они очень быстро растут, почти бессмертны и навсегда сохраняют свои свойства. Изменяя условия культивирования, вы также можете подтолкнуть их в определенном направлении созревания, например к трансформации в кожные или мышечные, нервные или клетки крови. В этом случае мы говорим о дифференцировании. Это, конечно, делает потенциальную область применения этих эмбриональных стволовых клеток чрезвычайно широкой.

Множественные стабильные линии эмбриональных стволовых клеток были усовершенствованы и используются многими исследователями по всему миру. Когда возникла этическая дилемма об использовании нерожденной жизни в научных целях, президент Джордж Буш запретил исследования эмбриональных стволовых клеток. Но клеточным линиям Томпсона, названным так в честь своего первооткрывателя, удалось избежать эмбарго. Только создание новых эмбриональных клеточных линий (принесение в жертву жизнеспособного эмбриона) было запрещено, по крайней мере в официальных лабораториях, которые получают государственные субсидии и федеральное финансирование (гранты). В независимых частных лабораториях, которые зачастую обладают большими ресурсами, разработка новых линий эмбриональных стволовых клеток никогда не прекращалась.

Полемика закончилась в 2006 году, когда Синъя Яманаки разработал генетически индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Модуляции четырех простых генов в зрелой клетке оказалось достаточно для создания этого Святого Грааля (лучше сравнения не придумать). С этого момента каждый мог получить неограниченное количество мощных и бессмертных стволовых клеток удивительно простым способом. Им нужна была простая клетка крови или кожи. Это был огромный шаг вперед, приведший к распространению применения их на людях: ответственному и не очень.

В 2012 году японцам пришла идея создания универсального банка iPSC. В конце концов, они хотели трансплантировать их в широких масштабах, а принцип совместимости еще никто не отменял. Отторжение чужих биоматериалов оставалось реальным риском. Приходилось либо дополнительно проводить манипуляции над клетками таким образом, чтобы они утратили способность к отторжению, либо искать так называемых супердоноров — людей с типом ткани, часто встречающимся, например, среди (островного) населения Японии, которая подходит почти всем реципиентам.

Авторитетные источники подсчитали, что для этой страны развития около 50 клеточных линий будет достаточно, чтобы на 90 % удовлетворить потребности в трансплантации. Но возникло и препятствие: развитие одной клеточной линии занимает около шести месяцев и стоит 750 тысяч долларов. Проверка безопасности и качества занимает еще год. Но эта проблема, кажется, решаема.

Эта идея прижилась, и с 2015 года в Лёвене занялись организацией местного банка iPSC. Любопытной деталью было то, что в 2016 году лёвенскому банку пуповинной крови больше не будет разрешено использовать свои 20-летние замороженные клетки крови в соответствии с международными правилами, поэтому их необходимо уничтожить. Но с помощью генетических манипуляций можно дать этим образцам Мафусаила [195] Мафусаил — согласно Библии, один из праотцев человечества, сын Еноха, потомок Сифа; предок Ноя, прославившийся своим долголетием: он прожил 969 лет. Старейший человек, чей возраст указан в Библии. — Примеч. пер. вторую жизнь.

— Генетические манипуляции могут вдохнуть вторую жизнь в клетки, замороженные два десятилетия назад.

Кто знает, вдруг там затерялся материал супердоноров… Статистики подсчитали, что пятидесяти линий стволовых клеток будет достаточно, чтобы удовлетворить 60 % потребностей Бельгии (мы отличаемся от Японии) в плане материала. Продолжение, безусловно, не за горами…

Между тем новая технология пользовалась большим спросом в различных сферах. Фармацевтическая промышленность начала спонсировать разработку различных линий iPSC. Она увидела отличные возможности для исследований без использования животных и добровольцев. Теперь новая молекула может быть протестирована на чистых монокультурах человеческой печени, почек, сердца, костного мозга и т. д. без принесения в жертву сотен лабораторных животных или риска необратимого вреда для здоровья добровольцев в ходе испытаний. Более того, метод iPSC позволяет одновременно тестировать тысячи веществ и быстро отделять активные от бесполезных с помощью волшебного высокопроизводительного скрининга. Настоящий рай для фармакологов…

Применение стволовых клеток теперь стало можно комбинировать с другими высокотехнологичными методами, такими как 3D-печать. Весьма быстро (в 2010 году) появились новые концепции, такие как «легкое на чипе», «костный мозг на чипе», «кишечник на чипе» или «сердце на чипе». Это определенные стволовые клетки, выращенные на микрочипе, где кровь, кислород и питание могут доставляться к клеткам через мини-каналы. Эти модели — мечта для изучения болезней в трехмерной среде, а также для реконструкции тканей и даже органов (мини-печень, мини-сердце, мини-мозг…). Единственное, чего еще нет, — это своего рода искусственный каркас, например в форме настоящего сердца, на котором затем можно было бы печатать стволовые клетки сердца. Первоначальные эксперименты на животных показали, что эти сердечные клетки сокращаются так же, как и настоящий орган…