Несколько дней назад Государственный департамент интеллектуальной собственности Министерства образования и науки Украины зарегистрировал заявку на открытие (эффект Кухарчука—Радченко—Сирмана). Суть открытого явления, по словам заместителя генерального директора по науке Центра эмбриональных тканей «Emcell», профессора, доктора медицинских наук Александра Кухарчука, заключается в том, что «при введении определенного количества эмбриональных стволовых клеток по определенной схеме и с заданными параметрами времени мы возвращаем взрослый организм в период внутриутробного развития иммунной системы и формируем новую систему контроля антигенного состава организма. В этот момент гибнут все клоны клеток реципиента, в том числе автореактивные и лейкозные, здоровые и пораженные вирусами, недифференцированные и дифференцированные, на фоне чего устанавливается новая иммунная система, которая будет воспринимать все существующие в организме антигены, а также введенные в него извне любые ткани уже как собственные. В перспективе это даст в руки врача мощное оружие для борьбы не только с неизлечимыми болезнями, но и природной смертью». Ух!.. От услышанного, согласитесь, дух захватывает. Неужели извечная мечта человечества об эликсире молодости близка к осуществлению? И быть может, облеченная в красивую сказку вера в чудодейственную силу молодильных яблок — не просто плод человеческой фантазии, но чья-то интуитивная догадка?..
Прежде чем более подробно рассказать об этой научной сенсации, следует сделать небольшое отступление. Итак, речь идет об исследованиях в области клеточной терапии, использующей для лечения многих заболеваний последние достижения трансплантологии, а именно: трансплантацию стволовых зародышевых клеток. Клетки называются стволовыми потому, что все остальные виды клеток происходят из них, как ветви из ствола дерева. Эти строительные базовые единицы обладают чудесной способностью при необходимости превращаться в организме в любую специализированную ткань. Так как эти клетки очень молодые, они лишены антигенных свойств, поэтому легко приживляются в любом организме, не вызывая реакции отторжения.
В мире, и в частности в Украине, накоплен довольно большой опыт применения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в трансплантационной клеточной терапии. Широко известен не только в нашей стране, но и за ее пределами своими фундаментальными работами в этой области Институт криобиологии и криомедицины НАНУ (Харьков). В 1994 году в Киеве была открыта клиника клеточной терапии, затем появился ряд других центров, занимающихся в меру своих возможностей разработкой и практическим применением клеточной трансплантологии. В клинической практике доказана эффективность применения клеточных трансплантаций при целом ряде серьезных заболеваний, таких, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, цирроз печени, сахарный диабет, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, гематологические патологии, заболевания и повреждения нервной системы, иммунологическая недостаточность, опухолевый процесс различной локализации, и этот перечень можно продолжить.
Закономерный вопрос: откуда берется клеточный материал для трансплантационной терапии? Основной их источник — абортивные эмбрионы, а также плацента и т. н. кордовая, или пупочная кровь. (Кстати, за рубежом стволовые клетки обычно получают из искусственно выращенных эмбрионов, что породило этические и юридические проблемы.) Согласно закону Украины о трансплантации, это утильный материал, разрешенный к использованию в лечебных целях. И хотя многие медики против абортов, но поскольку их все равно делают и, наверное, будут делать, то любой принявший клятву Гиппократа врач посчитает своим долгом помочь больным и обреченным.
Безграничные возможности, которые открывает перед будущим медицины трансплантация стволовых клеток, подогревают все возрастающий интерес к новому направлению в медицине и биологии. Исследования в этой области находятся в центре внимания ведущих ученых и биотехнологических компаний мира. Однако, несмотря на совершенный в последние годы научный прорыв в биологии и клеточной терапии, до сих пор не понятен до конца сложный механизм действия препаратов, полученных на основе ЭСК. И хотя с их помощью успешно лечат многие недуги, эффект лечения преимущественно кратковременный, через какой-то период наступает ухудшение, болезнь возвращается. И нужно снова использовать «терапию заплат».
Почему же не удается вылечить больного полностью? Дело в том, что со временем, когда введенные в организм стволовые клетки дифференцируются в клетки специализированные, например в клетки сердца (кардиомиоциты), последние окажутся чужеродными для организма реципиента, поскольку генетически детерминированы по другому набору антиген. Иммунная система распознает «чужаков» и уничтожит чужеродную ткань.
— Чтобы отработать методику лечения ЭСК, нужно четко знать механизм действия препарата. То есть под метод необходимо подвести теоретическую основу. Этим сейчас научный мир и занимается, — считает профессор А. Кухарчук. —На основании анализа мировой научной литературы по ЭСК — а она огромнейшая — мы выстроили свою собственную рабочую гипотезу (так мы ее назвали) и провели эксперименты на 550 животных.
— В чем заключались эти эксперименты ?
— Сначала мы пересаживали кожу с белой крысы на другую белую крысу. Перед операцией животным делали инъекции эмбриональных стволовых клеток, полученных от беременных крыс. Когда нам наконец удалось подобрать эффективную дозу препарата, кожа приживилась. Потом мы пересадили кожу белой крысы на линию черных крыс и наоборот — никакой реакции отторжения. Затем смоделировали ксенотрансплантацию: взяли кожу от морской свинки и пересадили крысе. И она приживилась как родная. После этого провели одновременно трансплантацию костного мозга и селезенки морской свинки крысе. На 25-й день после операции мы увидели, что селезенка прижилась, проросла сосудами и имеет нормальную макроскопическую структуру. Мы сами были потрясены полученным эффектом.
— То есть иммунная система их приняла как «свои»?
— Да, мы доказали, что при определенных условиях это возможно. Разработана схема введения клеток, вычислена эффективная доза. В результате мы доказали, что введение в организм определенной дозы стволовых клеток приводит к замене существующей системы иммунного контроля на новую.
— Как это — заменить систему иммунного контроля на новую?
— Давайте посмотрим, что происходит, когда мы вводим определенную дозу ЭСК. Часть их уходит на «терапию заплат», есть зона повреждения кожи и часть клеток адгезируется там. А часть попадает в костный мозг. Там они начинают дифференцироваться в стволовые клетки полипотентные кроветворные и начинают синтезировать лимфоциты, эритроциты, моноциты, нейтрофилы, т. е. создается новая иммунная система. При этом старая тоже работает. Между ними возникает иммунологический конфликт. И каждая из них контролирует иммунный гомеостаз всего организма. Таким образом, мы вызвали для природы явление необычное, можно даже сказать, парадоксальное.
Ключевым моментом является вопрос, почему при таком иммунном конфликте внешних проявлений у больного не наблюдается ни лихорадочной реакции, ни повышения температуры и т .д. Дело в том, что такая борьба возможна только при условии, когда лимфоцит, образовавшийся из стволовой клетки, и лимфоцит организма хозяина вступают в конфликт, имея равное вооружение, у них одинаковая система опознавания и уничтожения. В результате такой борьбы погибнут оба. Но лимфоциты гибнут не путем разрушения клетки, а путем разрушения клеточного ядра. В итоге клетка сморщивается, как бы увядает, ничего не выделяя в окружающую среду. Поэтому не наблюдается и проявлений реакции организма. Такая смерть клетки называется апоптоз. Как листья опадают с деревьев осенью — тихо и незаметно. Явление апоптоза мы подтвердили экспериментально.
А поскольку клетки погибают путем взаимоуничтожения, то на первый план выступает их количественное соотношение. Если победят клетки, образовавшиеся из введенных ЭСК, то в таком случае они займут все, что досталось в наследство, размножатся и воспримут в организме все как свое. И если в момент переустановки иммунной системы ввести чужеродную ткань или орган, то она тоже будет воспринята как своя.
— В таком случае «своей» может стать и раковая клетка?
— Да, но не это главная опасность эмбриональной клеточной терапии, мы уже научились ее преодолевать. Самым непреодолимым барьером являются группы крови, которую мы как бы «переливаем» изнутри, не зная при этом возможных антигенных характеристик вновь созданных эритроцитов. С этой точки зрения необходим специальный анализ, реальность разработки которого мы в настоящее время оцениваем.
— Не поторопились ли вы со своим сенсационным заявлением? Как отнесется к нему научная общественность? Ведь результаты ваших исследований пока не опубликованы в серьезных научных изданиях.
— Сейчас во всем мире исследования в этом направлении идут семимильными шагами. Великобритания недавно приняла решение о финансировании 17 проектов. Европарламент выделяет 47 млн. евро на исследования в этой области. Мы находились на стадии завершения разработок, и когда по публикациям в Интернете стало понятно, что буквально день-два и Украина может потерять свой приоритет, мы выступили с таким заявлением. У нас есть факт и есть его научное обоснование. Мы готовы к диалогу и научной дискуссии.
Прокомментировать это научное событие мы попросили заместителя директора по научным вопросам Координационного центра трансплантологии МЗ Украины, доктора медицинских наук, профессора И. ТУРЧИНА.
— Иван Семенович, по поводу заявленного сотрудниками Центра эмбриональных тканей «Emcell» открытия в научной среде сегодня идут жаркие споры. Как вы считаете, действительно ли явление, обнаруженное исследователями этого центра, можно приравнивать к открытиям?
— Вопрос неоднозначный. Дело в том, что данные, полученные исследователями, сегодня не вкладываются в рамки имеющихся знаний, ломают сложившиеся представления, классические каноны иммунологии. И поэтому многие ученые-иммунологи считают, что все это несерьезно, такого не может быть и вообще все это фантастика. Я полагаю, что открытый эффект (правильнее будет назвать его явлением) опережает современные научные знания в этой области. Несомненно одно: никому в мире подобного эффекта получить пока не удалось.
Открытое явление базируется на большом объеме экспериментальных данных. Я имел возможность ознакомиться с ними детально. Действительно, украинские ученые получили явление, которое сегодня объяснить до конца наука не может. И если это явление в дальнейшем подтвердится при клинических испытаниях на людях, то это действительно будет колоссальное открытие. В трансплантологии отпадет необходимость в приеме дорогостоящих иммунодепрессантов, которые пожизненно вынуждены принимать люди с пересаженными органами. В мире сегодня уже сотни тысяч таких людей. Многие больные, которым требуется пересадка органа, сегодня умирают, не дождавшись «своего» донора. Эта проблема будет также решена: любой донор подойдет реципиенту. Можно будет успешно лечить аутоиммунные заболевания, которые считаются неизлечимыми. Хотя исследователям известно, что прекрасные результаты, полученные на экспериментальных животных, не всегда подтверждаются в клинической практике.
Правда, гипотеза, выдвинутая украинскими учеными, в какой-то мере уже получила подтверждение в зарубежной клинической практике. Имеются данные о том, что при пересадке почки двум пациентам были введены стволовые клетки, и в продолжение года больные не принимали иммунодепрессантов.
Конечно, есть еще много вопросов, требующих глубокого изучения. Например, если в организме есть инфекция — вирусная или бактериальная, злокачественные клетки, и когда иммунная система работает, она не дает им развиваться. А что может произойти в период т. н. переинсталляции иммунной системы? Как защитить организм в этот период? В общем это явление требует очень и очень тщательного исследования. Но в нем, несомненно, есть рациональное зерно, которое даст колоссальный толчок для развития, в первую очередь, иммунологии и трансплантологии.
P. S. Ученые-иммунологи пообещали дать свой комментарий несколько позже.