Благодаря работам нобелевских лауреатов 2012 года в области медицины и физиологии уже в недалеком будущем можно будет выращивать ткани и органы для человеческого организма

Если говорить языком официального сообщения Шведской королевской академии наук, британский ученый Джон Гердон и японский ученый Синья Яманака получили Нобелевскую премию за “открытие возможности перепрограммирования зрелых клеток в плюрипотентные”. По-простому — за доведение возможности искусственного получения стволовых клеток. Стволовые клетки теперь, как говорят, у многих людей на слуху. С ними связывают надежды на революционные изменения в медицине, когда можно будет выращивать вне организма “запчасти” для тела человека. Растолковать “на хлопский ум”, что такое стволовые клетки и в чем суть научного прорыва нобелевских лауреатов, согласился заведующий отделом Института биологии ткани НАН Украины, доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент НАН Украины Ростислав Стойка.

— В нашем организме, — говорит Ростислав Степанович, — есть небольшое количество клеток, которые не имеют своего “лица”, своей специализации, но имеют неограниченный потенциал развития и размножения. При определенных обстоятельствах они могут развиться в клетки любой ткани или органа. Если эти “неопределенные” клетки поместить, скажем, в сердечную мышцу, то они приобретут признаков клеток сердечной мышцы, в головном мозге – клеток этого жизненно важного органа. Речь — о так называемые стволовые клетки.

— Сколько вообще клеток в нашем организме?

— Как на очень сложный организм человека – не так уж и много, 85 триллионов. Но ежедневно отмирают свыше десяти миллиардов клеток. На место отмерших и поврежденных становятся потомки стволовых клетки.

— Сколько раз может делиться клетка, которая возникает из стволовой?

— Может быть 50-150 делений. Генетическая программа всех клеток, за исключением стволовых, многих раковых и незначительного количества других типов клеток функционирует так, что в хромосомах клетка укорачивается на своих концах (теломерах) с каждым делением. Поскольку со старением клетки (а ее “возраст” определяется количеством делений клетки на ее жизненном пути) в ее генетическом материале (ДНК) накапливаются мутации с негативными последствиями. Такая «постарела» (а также повреждена внешними факторами или инфицированная некоторыми опасными вирусами) клетка прибегает к апоптозу. Это — своеобразное “самоубийство” клетки с тем, чтобы не допустить превращения генетически поврежденных клеток в раковые. Итак, клетка микроскопических размеров (10-20 мкм) с помощью апоптоза заботится о здоровье целого организма.

— Какой прорыв в биологической науке совершили нобелевские лауреаты 2012 года?

— Еще в 1962 году Джон Гердон провел эксперимент, заменив ядро (здесь содержится епентичний материал в виде ДНК) оплодотворенной яйцеклетки лягушки на ядро, взятое из специализированной клетки ее кишечника. В результате многократного деления такой измененной яйцеклетки впоследствии развивались нормальные головастики. Позже подобный эксперимент осуществили с использованием оплодотворенной яйцеклетки мыши, и также было получено полноценный организм этого вида животных. Этими опытами ученый доказал, что в геноме (сумма всех генов определенного вида организма) узкоспециализированных клеток хранится информация, которой вполне достаточно для обеспечения функционирования всех других клеток сложного организма. Второй лауреат Нобелевской премии Синья Яманака, значительно младше по возрасту, в 2006 году опубликовал результаты исследований, которыми доказал, что активировав функционирования лишь четырех генов так называемых транскрипционных факторов (это – регуляторы интенсивности функционирования генов) клеток соединительной ткани, их можно превратить в стволовые клетки, из которых в дальнейшем могут развиваться любые клетки тканей и органов человека.

— Речь идет о будущей альтернативу традиционной трансплантации органов?

— Именно так. Во-первых, не хватает донорских органов – почки, сердца, печени, суставов, глаз, и этот дефицит будет только расти. Во-вторых, операции по пересадке органов чрезвычайно дорогие. Во время этих операций приходится использовать иммунодепрессанты, необходимые для подавления иммунной системы, чтобы не было отторжения чужеродного органа. Далее, современный человек настолько заражен, прежде всего вирусами, что, заменив какой-то орган, можно привнести в организм человека угрожающую инфекцию. Человек с угнетенным иммунитетом может банально подхватить воспаление легких или другую инфекцию. В то же время, трансформировав собственные клетки пациента в стволовые, мы избегаем необходимости применения имуносупресантив во время трансплантации.

— Есть ли уже примеры выращивания из стволовых клеток целых органов человека, скажем, сердца, печени, почек?

— Ближайшее к успеху – «выращивание» вне организма в искусственной почке. Описанные примеры (пока экспериментальные) выращивание из стволовых клеток высокоспециализированных спермальних клеток, клеток иммунной системы, клеток тканей кожи. Последние незаменимы при устранении негативных последствий масштабных ожогов поверхности тела человека.

— Говорят, наука должна просчитывать возможные отдаленные риски той или иной новации…

— Так, кроме уже упомянутых, одна из серьезных опасностей заключается в возможности преобразования трансплантированных стволовых клеток в злокачественные опухолевые клетки, которые, кстати, также имеют относительно неограниченный потенциал к размножению.

— И все же, можно надеяться, что лет через 50 замена больных человеческих органов на новые, выращенные из стволовых клеток, станет обычной практикой?

— Думаю, это произойдет гораздо раньше, лет через 10.

Из досье «ВЗ»

Ростислав Стойко родился 23 мая 1950 года. Окончил с отличием биологический факультет Львовского государственного университета имени Ивана Франко, где сейчас является профессором кафедры биохимии. Специалист в области биохимии, клеточной и молекулярной биологии. Начал в Украине исследования механизмов запрограммированной клеточной смерти — апоптоза. Работал в научных центрах США, выполнял научные проекты Королевской академии наук Швеции. Соавтор шести монографий, в т.ч. «Апоптоз и рак: от теории к практике».