Материалы портала «Научная Россия»

Свет и тень мира клеток. "В мире науки" №11, 2018 г.

Свет и тень мира клеток. "В мире науки" №11, 2018 г.
Есть надежда, что в будущем стволовые клетки дадут возможность заменять («выращивать в пробирке») печень, почки, суставы и даже поврежденные участки мозга

На встречу с вице-президентом РАН академиком Владимиром Павловичем Чехониным я шел с надеждой получить ответы на вопросы, которые давно не дают мне покоя. Неужели действительно наступает время новой области науки, которая освободит нашу жизнь от болезней и всего, что с ними связано?

Все-таки удивительным чутьем будущего обладают наши академики! Только начинает зарождаться новое направление в науке, и они тут же избирают вице-президентом ученого — лидера в этой области. Так случилось с биохимией — эту должность занял Ю.А. Овчинников, потом иммунология — и вице-президентом стал Р.В. Петров, появились проблемы в космической медицине — и направление возглавил А.И. Григорьев. Теперь зашла речь о новой области — биомедицине, и вице-президентом становитесь вы. Предшественники ваши добились выдающихся успехов, а у вас есть шансы столь высоко поднять новую отрасль науки?

Шансы есть у всех! Будем стараться общими усилиями вырваться на лидирующие позиции. А академики Ю.А. Овчинников и Р.В. Петров— мои учителя, и этим я горжусь.

Вы уделяете особое внимание клетке. Казалось бы, именно клетка— самое простое. Почему к ней такой интерес?

Клетка — это элементарная живая система. Основа ткани и, в конце концов, основа организма в целом.

Вы — яркий представитель нового направления в медицине. Оно рождается на стыке разных наук...

Я называю это биомедициной. В отделении медицинских наук РАН существует секция медикобиологических наук. Это тот бэкграунд, на котором в том числе были сформированы мои интересы. Прежде всего, это молекулярная нейробиология. Я с юных лет занимался вопросами, связанными с изучением особенностей нервной ткани, функционированием клеток нервной ткани, нейроспе- цифических белков. Моя диссертационная работа была посвящена именно этим аспектам. Эту работу я делал как раз в лаборатории химии белка под руководством Ю.А. Овчинникова в Институте белка в Пущине. Он в это время возглавлял там лабораторию в институте, которым руководил академик А.С. Спирин. Я был тогда младшим научным сотрудником и занимался вопросами изучения специфических веществ, характерных для нервной ткани, нервных клеток, глиальных клеток, которые окружают нервные клетки. Важно было понимать. как работают нервная ткань и нервные клетки, и в то же время узнавать, что происходит с ними при том или ином патологическом процессе.

Это чисто фундаментальные исследования?

Безусловно, но они имели строго определенный прикладной характер. То есть на основе этих фундаментальных разработок были сделаны иммуноферментные тест-системы, которые позволяли нам адекватно понимать, что происходит с гематоэнцефалическим барьером — специальной структурой, которая разделяет мозг и кровь при тех или иных патологических процессах. Это была моя тематика, и я ее вел с самого начала. Разработка подобных им- муноферментных тест-систем позволяла достаточно достоверно понимать, что происходит с гематоэнцефалическим барьером.

Как это понять человеку, далекому от врачевания?

Это имеет отношение к очень широкому контингенту больных. Нарушение функций гематоэнцефалического барьера характерно для различных заболеваний. Например, начали мы изучать эти процессы при гипертоксической шизофрении вместе с нынешним директором института З.И. Кеке- лидзе. Тогда все это было нам в новинку. Гипертоксическая шизофрения— это достаточно редко встречающийся вариант шизофрении, но при нем очень высокая смертность пациентов. Как правило, это заболевание протекает с высокой температурой, с явлениями повышенной интоксикации. Прежде чем научиться лечить болезнь, надо понимать, какие механизмы включаются при той или иной особенности шизофрении. Мы получили достаточно большой багаж знаний, изучая особенности поведения гематоэнцефалического барьера и нейроспецифических белков при этих процессах.

Вас что-то поразило, когда вы столкнулись с разными больными шизофренией?

Любое явление, к которому прикасаешься впервые, заставляет совершенно по-иному посмотреть на те или иные процессы, о которых тебе не было известно. Естественно, мы не знали, как ведет себя гематоэнцефалический барьер при тех или иных психических заболеваниях. Не знали, как он ведет себя при нейроинфекциях, при опухолевых процессах. И, естественно, тот багаж знаний, которые мы получили при изучении широкого спектра патологических процессов, позволил перейти и к диагностике, и к лечению этих заболеваний на совершенно новом уровне. Сейчас это называется наномедициной. Направление было сформировано на принципе векторной доставки лекарственных и диагностических препаратов в клетки-мишени головного мозга.

Проще говоря, вы изучили особенности барьера, который препятствовал доставке лекарств в нужное место?

Да, это так.

Вы начали понимать, как барьер можно преодолеть?

Совершенно верно. И вот здесь были найдены принципиальные технологические решения. Разработаны они были группой наших исследователей. Прежде всего я хотел бы назвать имя профессора А.В. Кабанова, сына известного нашего химика академика В.А. Кабанова. Мы с ним начинали эту тематику, и его основополагающие фундаментальные предпосылки и гипотезы нами осуществлялись. Была создана соответствующая конструкция, которая позволяет веществам, растворимым в воде, проходить через цитоплазматические мембраны. Допустим, необходимо доставить антитело в ту или иную структуру головного мозга. Почему для этого используется антитело? А потому, что оно может быть очень специфичным носителем, который способен доставить ту или иную конструкцию в клетку-мишень, где экспрессируется соответствующий антиген. Поэтому антитело крайне важно использовать как вектор. Однако антитело — это белок, и он нерастворим в липидах. Значит, нужно было так модифицировать его, чтобы он мог проходить через клеточную мембрану, которая состоит из липидов.

То есть вы вводите препарат в кровь, иона помогает лекарству точно попасть туда, куда нужно?

Если такое модифицированное антитело прикрепить к лекарству или к диагностическому препарату, его можно использовать для того, чтобы транспортировать соответствующую систему в клетку-мишень.

Предположим, лекарство лежит в телеге, которую необходимо отправить к больному, но лошади нет. Вы изобрели таких «лошадей»? Сравнение, конечно, грубоватое, но отражает ли сущность того, что вы сделали?

Пожалуй. Но чтобы открыть спектр таких «лошадей», нужна современная нейробиология. Дело в том, что каждая клетка, которая вовлечена в тот или иной патологический процесс, начинает порой синтезировать патологические белки. Их на сегодня известно немного, но те, что известны, могут быть ассоциированы с патологическим процессом. Они и становятся мишенью, к которой доставляется диагностическая или лечебная конструкция.

То есть «лошадь» везет «телегу» только к раковым клеткам?

Для этих целей и использовалась технология искусственной модификации водорастворимых субстанций. Проблема наисложнейшая. Препаратам надо было очень точно «попадать» в клетки-мишени. В конце концов нами была создана и разработана такая технология. Мы сразу же попытались сделать соответствующие диагностические и лекарственные препараты на основе наночастиц. На сегодня мы прошли этап испытания таких систем in vivo и подготовили соответствующую платформу для клинических испытаний.

Вы имеете в виду испытания в лаборатории?

—Да, мы работали в основном на мышах и крысах, иногда использовали и кроликов. Смотрели, как ведут себя опухоли. Ведь самое главное — привести в опухолевую клетку саму конструкцию, которая позволит ее уничтожить. Для этих целей и были созданы такие системы, которые позволяли на первом этапе очень точно установить характер опухоли. Мы видели, какая она. а уже потом направляли в нее соответствующий контейнер с лекарственными препаратами. Все испытания прошли успешно, что и позволяет допустить наши технологии лечения к клиническим исследованиям.

Где они пройдут?

Мы планируем провести такие исследования на базе Института нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. потому что речь идет о создании средств лечения опухолей, в частности таких тяжелейших, как мультиформные глиобластомы. На текущий момент они крайне плохо лечатся — и. что самое печальное, при оперативном лечении возникает практически стопроцентное рецидивирование таких опухолей.

Почему вы взялись за самые тяжкие онкологические заболевания?

Потом легче бороться с другими. Когда мы начинали свои исследования, мы изучали специфические белки опухолевой ткани и, конечно, понимали, что целый ряд белков начинает гиперэкспресси- роваться в таких опухолях. То есть их синтез в этих опухолях повышается, что позволяет, естественно, доставлять туда необходимое количество лекарственных препаратов.

Это видно?

Конечно.

Будем надеяться, что все пройдет успешно.

Мы ждем очень многого от ограниченных клинических испытаний.

Как известно, практически все специалисты прошли увлечение так называемыми стволовыми клетками. Им приписывались почти чудодействующие свойства, мол, они помогают в борьбе с онкологией и даже омолаживают человека.

В «омоложении» я участия не принимал, поскольку считаю, что это в определенной степени авантюрные эксперименты. А вот что касается изучения стволовых опухолевых клеток, в этом действительно принимал активное участие. Дело в том, что опухолевые клетки мозга имеют свой сугубо специфический характер распространения. Когда хирург убирает опухоль в пределах видимых границ, то практически не может определить наличие опухолевых стволовых клеток в пространстве вокруг опухоли. А они по современным представлениям, из опухоли способны мигрировать в периопухолевое пространство. Чтобы их увидеть, необходимо научиться их маркировать. Этим мы очень активно сейчас занимаемся. И как раз антитела к антигенам стволовых опухолевых клеток выступают инструментом, который позволяет видеть их в периопухолевом пространстве. Таким образом, мы открываем перед хирургом возможности удаления не только самой опухоли, но и периопухолевого пространства, которое содержит источники дальнейшего роста опухолей. Это очень важный вопрос сейчас. В эксперименте в лабораторных условиях нам удается полностью излечить животное от опухоли. Подобные работы мы проводим совместно с академиком А.А. Потаповым, директором Института нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, и руководителем одной из лабораторий Института общей физики им. A.M. Прохорова профессором В.Б. Лощеновым. Такой вид навигации дает возможность хирургу увидеть и убрать эту опухоль.

Понятно, почему хирург в вашей группе, но зачем вам физики?

Физики нам нужны для того, чтобы «видеть» опухоль. Они дали нам возможность применить целый спектр специальных веществ для визуализации опухолевых клеток, а затем и для навигации к ним.

Вы были совсем молодым человеком, а контактировали с такими корифеями, как академики А.М. Прохоров, Ю.А. Овчинников, В.А. Кабанов, Р.В. Петров...

Для меня было большим счастьем встретить этих великих людей. В определенной степени каждый из них формировал мои научные интересы. После окончания 2-го медицинского института я поступил в аспирантуру к профессору Ю.С. Татаринову. А академик Ю.А. Овчинников как раз включился в серию специальных экспериментов, связанных с изучением специфических белков мозга. Это были мои аспирантские годы. С Р.В. Петровым я познакомился во время учебы в институте, он читал лекции. Потом по жизни мы все время вместе, и мои книги, которые были изданы в области иммунохимии, рецензировал он.

С А.М. Прохоровым я имел счастье вместе начинать работать. Тогда он определял вектор направления, в котором мы должны развиваться.

Академия— это великая научная школа, и молодые ученые стремительно в ней растут...

Конечно. Самое главное для молодого ученого, на мой взгляд, это попасть в плодотворные умные руки. Мой учитель В.В. Калашников — очень талантливый исследователь, доктор наук. Азы иммунохимии сформировал он. Он показал мне, как надо работать, в каком направлении вести исследования, как методологически к этому подходить. Я крайне признателен именно этому человеку, который зародил во мне интерес к применению им- мунохимических подходов для формирования новых научных направлений.

Такие ученые, как физик А.М. Прохоров и химик В.А. Кабанов, интересовались медициной?

А.М. Прохоров понимал, что применение лазера в медицине может быть очень полезно. И возникло направление, связанное с лазерной навигацией. Что касается В.А. Кабанова, то он нам много подсказал в области полимерной химии.

Вы оказались в центре разных направлений науки?

Был общий круг, все работали вместе. Это была когорта людей, которые формировали принципиально новые научные направления. И мне, молодому специалисту, было очень интересно общаться с ними и формировать свои взгляды и интересы в науке.

А почему вы оказались в Канаде?

Я работал в ряде зарубежных университетов, после того как некоторые мои сотрудники уехали туда работать. У нас были большие сложности с оборудованием и с реактивами, поэтому многие сотрудники уехали.

Девяностые?

Они самые. Много сотрудников, очень перспективных, талантливых, к сожалению, покинули Россию в поисках возможности работать на более высоком уровне. С канадскими коллегами у нас установились хорошие отношения, а потому мы обменивались опытом и идеями довольно активно. А затем мы получили необходимое оборудование. Это уже было в 2000-е гг. Мы получили возможность работать на высококачественных и эффективных реактивах, и процесс, скажем, элиминации наших ученых, наших умов из России остановился. В последние 20 лет ни один из специалистов не покинул наши пенаты. Более того, многие вернулись обратно.

Зачем быть там на второстепенных ролях, когда здесь можно быть на первых?

Конечно. И нам очень полезно было их вернуть, чтобы организовать центры обучения, переноса тех технологий и методик, которыми они овладели за рубежом. А сегодня — я нисколько не лукавлю — у нас в наличии все необходимое для того, чтобы работать на самом высоком уровне. Это и сверхвысокая техника, позволяющая визуализировать те или иные процессы: семитесловый MPT-томограф, система визуализации флуоресцентной метки в кровотоке, совмещенной с компьютерной томографией. То есть самое современное оборудование, которое есть на Западе, есть и у нас.

Вернемся к одной почти фантастической проблеме — я имею в виду выращивание органов из клеток.

Дело в том, то, что я этим не занимался.

Но фантазировать вы любите?

Может быть. Я иногда это себе позволяю. Я занимался одним из направлений, которое связано с изучением стволовых клеток из верхних отделов носовой полости — из обонятельной мукозы. Это клетки, которые могут быть получены от взрослого организма, непосредственно от пациента, который получил ту или иную разновидность травмы спинного мозга. В юности я интересовался подобными травмами и работал в этом направлении. У меня был в аспирантуре очень известный ныне специалист из Китая Чао Чжан. Он занимался как раз моделированием травм спинного мозга на крысах. Это технически очень сложная методика, но он сделал оригинальные модели. В настоящее время они широко применяются нами для того, чтобы изучать действие стволовых клеток, полученных из обонятельного тракта животных и в том числе человека. Сейчас такие технологии переходят в некоторых странахуже в клиническую практику.

Как это делается?

Берется кусочек ткани из верхнего носового хода. Там присутствует большое количество обонятельных рецепторов. Время их жизни — 30 суток, и поэтому там должны быть клетки, которые требуют постоянного обновления, так называемые стволовые клетки. Именно этот участок и заинтересовал нас, мы стали работать с этими клетками.

Профессор И.В. Викторов сыграл очень большую роль в этих исследованиях. К нам приезжал и профессор Джеффри Райзман из Национального института здравоохранения Лондона. Сегодня, в общем- то, ясно, какие технологии могут быть использованы для комплексной терапии посттравматических кист, которые возникают после травматического поражения спинного мозга. Это, сразу же скажу, не значит, что их можно применять при полных разрывах спинного мозга. Это совершенно другое и требует специального подхода. Но посттравматические кисты, образующиеся после травм спинного мозга, таким образом можно корригировать.

А можно выращивать костный мозг из этих стволовых клеток?

Нет. Стволовых клеток огромное количество. Они имеют разный уровень дифференцировки.

Но все-таки выращивание органов — реальная вещь?

Да. В настоящее время это не какая-то несбыточная фантазия. Это направление весьма реально. И после соответствующих фундаментальных открытий, которые в этом направлении обязательно должны быть сделаны, я считаю, что все возможно.

В обществе бродит слух, что три очень известных человека погибли из-за применения стволовых клеток. Они хотели омолодиться и получили одну и ту же болезнь, рак головного мозга, от которого и погибли. Так ли это?

Для меня это откровение. Если бы такое случилось, мне было бы известно. Я могу сказать, что бесконтрольного применения любых клеточных препаратов, которые в той или иной мере стимулируют дифференцировку клеток, пролиферацию, не должно быть. Это недопустимо без испытаний, без глубокого аналитического обсуждения и, конечно же, абсолютно в каждом варианте должно осуществляться под контролем соответствующих специалистов.

Вас в академии наук беспокоит распространившееся медицинское шарлатанство?

Очень! И в этом плане в академии будут совершены определенные подвижки. У нас уже есть комиссия по лженауке. Но этого недостаточно. Будем активно заниматься просветительством и борьбой со знахарством, которое наносит большой, подчас непоправимый вред людям.

Меня пугает, что после «века просвещения» наступил «век невежества». Считаю, что это очень опасно для цивилизации.

Совершенно согласен с вами. Как правило, рост околонаучных направлений — свидетельство того, что общая культура общества, его образование, конечно, не на высоте.

Спасибо за беседу. Хочу пожелать вам и себе — не болеть!

Это главное, о чем нужно мечтать.

Владимир Чехонин, вице-президент РАН

Беседовал Владимир Губарев

биомедицина в мире науки 11 2018 вице президент ран владимир чехонин медицина молекулярная микробиология

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.