Материалы портала «Научная Россия»

Президиум РАН: о возможностях современной регенеративной медицины

Президиум РАН: о возможностях современной регенеративной медицины
О новых открытиях, возможностях и перспективах регенеративной медицины рассказал в своем докладе на заседании Президиума РАН академик Ткачук Всеволод Арсеньевич.

Способность к регенерации привлекает все больше внимания ученых и медиков, ведь способностью к регенерации обладает и человек, не только простейшие (Lumbricina — aka дождевые черви — тому классический пример). Современная медицина значительно расширила естественные регенеративные возможности человека — сейчас мы уже можем полностью восстановить поврежденные ткани и органы при помощи клеточных технологий. О новых открытиях, возможностях и перспективах регенеративной медицины рассказал академик РАН Всеволод Арсеньевич Ткачук. Пересказ доклада предлагается вашему вниманию.

Доклад начался с упоминания о выдающихся российских ученых — Александре Максимове, ученом-гистологе, который ввел понятие о стволовых клетках, и Александре Фриденштейне, впервые описавшем и экспериментально подтвердившем существование стволовых стромальных клеток в костном мозге, из которых образуется вся наша строма, все кости, мышцы и жир — эти клетки впоследствии получили название мезенхимальных стромальных клеток (МСК).

Дальнейшее изучение МСК на опытах с мышами привело к поразительным результатам. Например, если у мыши сначала искусственно вызвать локальный некроз тканей и тем нарушить кровообращение в конечностях, а затем ввести МСК человека, то можно будет наблюдать естественное восстановление сосудов. Человеческие клетки стимулируют рост сосудов в теле мыши и таким образом улучшают кровообращение и восстанавливают омертвевшую ткань.

Белки, секретируемые МСК, выполняют несколько важных функций отметил докладчик — это регуляторы сосудистого роста и роста иммунных клеток, которые подавляют воспалительные реакции, вырабатывают чувствительность к инсулину. Траекторию роста сосудов и нервов определяют навигационные рецепторы T-cad и uPAR, изучением и исследованием которых ученые занимаются уже более 20 лет и делают в этом поразительные успехи.

Докладчик также обратил внимание на особую группу стволовых клеток — плюрипотентных. Эти клетки способны дифференцироваться во множество специализированных типов, за исключением внешних эмбриональных тканей. Поэтому перепрограммировать эти клетки пока еще сложно, а иногда даже и невозможно, в следствие чего ученые со всего мира стали искать способы «обхода» этой стадии. В результате исследований, проведенных японскими учеными, были открыты микроРНК (малые некодирующие молекулы РНК, состоящие из 18-25 нуклеотидов), через которые и стало возможно перепрограммирование клетки в обход плюрипотентности. Это стало настоящим прорывом не только в медицине, но и во всей мировой науке.

С момента открытия двойной спирали считается, что один ген определяет один белок. Потом выяснилось, что только 1-2% генома (20-27 тысяч генов) отвечают за синтез белков, а остальные 98% генома — «мусорная». На самом же деле, эта большая часть является важной структурной единицей генома. Это некодирующие гены, на которых записана структура длинных РНК, отвечающих за включение генов. Загадочные же микроРНК нарабатываются в клетке и упаковываются в везикулы. В результате исследований было установлено, что именно трансдифференцировка стволовых клеток с помощью микроРНК позволяет избежать затормозившей прогресс в регенеративной медицине стадии плюрипотентности.

Академик Ткачук отметил, что МСК способны не только регулировать рост сосудов — они и стимулируют этот процесс. Однако если из этой среды исключить микровизикулы, где есть микроРНК, то такого эффекта не будет — кровообращение не будет налажено, а значит, не будут расти и сосуды. Если же добавить микровизикулы — то процесс снова будет запущен.

У МСК действительно важные функции — формирование стромы, активация тканеспецифичных стволовых клеток, подавление гибели клеток, стимуляция и стабилизация сосудов и нервов. Но самое главное — это способность МСК перепрограммировать клетки за счет адресной доставки микроРНК. Благодаря этому открытию стало возможно с помощью клеточных технологий вырастить из любой ткани одного человека любую другую, избегая при этом отторжения тканей. С возрастом у человека в десять раз уменьшается количество стволовых клеток. Стволовые клетки можно выделить, можно преумножить и вернуть в пораженную ткань, из них можно создать органы для трансплантации — простые, не такие сложные, как сердце или почки (их воссоздать, скорее всего, нереально).

Здесь же мы можем вспомнить и об открытии и тщательном изучении генома человека — теперь мы можем лечить болезни и редактировать геном, а значит избавляться от наследственных заболеваний. Наши российские ученые уже владеют этими методами. Сейчас уже стало возможно исправить любую генетическую болезнь — Ткачук считает, что наиболее перспективно исправлять именно стволовые клетки, т.к. из них потом преобразуется целый спектр необходимых клеток. Все это говорит о том, что медицина наконец подошла к управляемой регенерации, мечте человечества.

В то же время клеточные технологии представляют собой онкоопасность, риск пагубного влияния на плод, инфекционную опасность, так как в мире нет золотой практики обеспечения биобезопасности клеток. Фактически мы стоим на пороге новой реальности — ученые теперь могут и умеют выделять клетки из организма человека, редактировать их и корректировать многие наследственные заболевания. Плюрипотентность позволяет получать любые клетки организма — даже половые. Успешно было проведено получение половых клеток из клеток кожи; на опытах с мышами из соматических клеток также получали половые клетки и «выводили» живых мышек.

Уже очень давно были начаты работы по редактированию генома зародыша и генома эмбриона, которые, к сожалению, были остановлены — мир посчитал, что он еще этически не готов к таким открытиям. Однако эти исследования все-таки были продолжены, и теперь с помощью клеточной технологии и манипулирования генома человечество может справляться с генетическими заболеваниями.

Сейчас также ведется множество исследований в этой области: учеными уже написан геном микоплазмы, а к 2025 году они собираются синтезировать геном человека. В МГУ был открыт депозитарий, в котором занимаются сохранением клеток всего живого на земле, чтобы через много лет эти виды можно было бы снова «воссоздать». В России в 2017 году будут начаты доклинические исследования тканеинженерных конструкций для замещения кости, хряща, кожи и жировой ткани. Сейчас это уже находится на стадии научных исследований и требует перехода к преклиническим экспериментам.

Медицина будущего — это «выращивание чего-то нового». Но, по мнению Всеволода Арсеньевича, выращивать вне организма — не лучший способ. Небезопасно выделять секрет этих клеток, так как мы не знаем, что может вырасти из них через 20-30 лет. В медицине на данном этапе подобное введение клеток он считает возможным только в действительно экстренных случаях, когда пациент находится на грани жизни и смерти. Но использовать эти методы в медицине без прохождения специальных преклинических испытаний ни в коем случае нельзя. С проведением этих исследований, уже через 5-7 лет мы получим возможность преодолевать ряд серьезнейших заболеваний — с помощью клеточных технологий можно будет исцелять СПИД, восстанавливать ткани сердечной мышцы после инфаркта и навсегда избавляться от наследственных заболеваний. Мы встретимся с новой реальностью — в обществе будут встречаться «редактированные» люди.

Члены Президиума также обсудили и приняли решения по ряду научно-организационных вопросов, в том числе:

— Об утверждении программы работы общего собрания членов РАН и Положения о подготовке и проведении общего собрания членов Академии

— О присуждении золотой медали В.Л. Гинзбурга в 2016 году (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения физических наук) академику Михаилу Виссарионовичу Садовскому за цикл работ по теоретическим проблемам физики высокотемпературных сверхпроводников

— О присуждении премии имени Ф.А. Бредихина 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения физических наук) д.ф.-м.н. Владимиру Михайловичу Липунову (МГУ им. М.В. Ломоносова), д.ф.-м.н. Константину Александровичу Постнову и д.ф.-м.н. Михаилу Евгеньевичу Прохорову (Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова) за цикл работ «Предсказание доминирования слияния двойных черных дыр на гравитационно-волновых интерферометрах LIGO»

— О присуждении ученой степени доктора honoris causa иностранным ученым Роже Гилару и Шоу-Ан Чену (представление Отделение химии и наук о материалах)

— О согласовании кандидатуры главного редактора журнала «Стратиграфия. Геологическая корреляция» РАН (представление Отделения наук о Земле)

— О Перечне научных организаций и образовательных организаций высшего образования, в отношении которых РАН осуществляет научно-методическое руководство их научной и научно-технической деятельностью

заседание президиума ран липунов владимир михайлович мезенхимальные стромальные клетки микрорнк постнов константин александрович прохоров михаил евгеньевич регенеративная медицина российская академия наук садовский михаил виссарионович стволовые клетки ткачук всеволод арсеньевич

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий