Билл Гейтс, обращаясь к выпускникам 2017 г., заметил, что если бы он начинал свою карьеру сегодня и искал, куда податься, чтобы была возможность влиять на мир, - он обратил бы внимание на три сферы: искусственный интеллект, энергетику и бионауки. Бионауки, по мнению соучредителя Microsoft, "уже почти готовы дать людям возможность жить дольше и счастливее".
Молодые люди, о которых я хочу рассказать, выбрали для себя третий путь. Это украинские ученые, предложившие инновационный, очень смелый и перспективный метод лечения травм спинного мозга. Их проект называется "Разработка инновационного нейроинженерного метода восстановительного лечения последствий травмы спинного мозга". Этот проект получил высокую оценку: на конкурсе научно-технических разработок молодых ученых Science-Society-Personality-2017 он был признан победителем.
Как рассказывают очевидцы, сердца жюри, в которое входили представители фондирующих организаций Украины, Франции, Германии, Молдовы, Беларуси, Азербайджана, покорили не только научные выкладки, но и горящие глаза, упорство и искренность руководителя проекта Оксаны Рыбачук, презентовавшей исследование.
Диагноз "травма спинного мозга" звучит для больного как страшный приговор. Человек, который еще вчера дышал полной грудью, двигался, любил, путешествовал, занимался любимым делом, в одно мгновение оказывается прикованным к койке. И чаще всего - навсегда. Но исследование молодых украинских ученых дает надежду. В чем суть предложенного ими инновационного метода? Оказывается, поврежденный участок спинного мозга можно восстановить средствами тканевой нейроинженерии, замещая поврежденную естественную тканевую среду синтетической.
Давайте представим, что поврежденная часть позвоночника - это "пробел", пустота, разрыв, на месте которого нарушены связи между нейронами, а следовательно - и спинной мозг. И именно по этой причине больной теряет двигательную активность. Этот "пробел" в позвоночнике надо чем-то залатать. Для этого используют искусственный материал - матрикс. Если без научной терминологии, то это такой синтетический кирпичик, который можно вставить в разрыв. Самый лучший запатентованный матрикс, ныне широко применяемый в мировой медицинской практике для лечения спинномозговых травм, - нейрогель NeuroGelTM. Его вводят в поврежденный участок, он заполняет пустоту.
Имплант, созданный из геля, неоднороден. Он пористый, словно губка. Благодаря этому, если повреждение спинного мозга небольшое, в пустоты матрикса могут прорастать отростки нервных клеток и частично восстанавливать работу спинного мозга. Но если повреждение значительное, то у нервных клеток, даже если они прорастут, шансов контактировать между собой и проводить импульс немного. А вот метод, предложенный нашими молодыми учеными, позволяет восстанавливать функции спинного мозга даже при значительных повреждениях.
Украинские исследователи предложили использовать матрикс как почву: "посеять" в его пустоте стволовые клетки, чтобы они росли, развивались и давали "урожай" - дифференцировались в нейроны спинного мозга, восстановив таким образом его функцию.
Оксана Рыбачук рассказывает, как возникла эта идея: "В PubMed (международной электронной базе медицинских и биологических научных публикаций. - О.О.) не так уж много публикаций о свойствах нейрогеля, так почему бы не расширить эти исследования? В имеющихся публикациях я прочитала, что в составе нейрогеля есть три крохотные аминокислоты, соответствующие аминокислотной последовательности фибронектина. А фибронектин - это хорошая среда для роста стволовых клеток, они цепляются за этот белок всеми отростками. Возможно, фибронектин станет тем "удобрением", которое будет помогать стволовым клеткам расти. Апробированные и подтвержденные экспериментально идеи легли в основу инновационного метода".
Это исследование интересно тем, что оно велось, в прямом смысле этого слова, на стыке. На стыке наук: физиологии, регенеративной медицины, тканевой инженерии. На стыке научных исследований нескольких научных учреждений: Института физиологии им. А.Богомольца (Оксана Рыбачук, руководитель проекта, кандидат биологических наук), Института нейрохирургии им. А.Ромоданова (Владимир Медведев, докторант), Института генетической и регенеративной медицины НАМН (Виталий Кирик, кандидат медицинских наук, и Роман Васильев, научный сотрудник). И на стыке поколений: молодым и смелым кандидатам наук и докторантам помогали и студенты-биологи (Дмитрий Нестеренко, Наталья Савицкая, Игорь Архипчук из КНУ им. Шевченко и Юля Лазаренко из НаУКМА), и именитые академики (Виталий Цымбалюк, Геннадий Бутенко). Лабораторию для исследований предоставила Нана Войтенко, заведующая лабораторией сенсорной сигнализации Института физиологии имени А.Богомольца НАН Украины.
"Моя часть работы была связана со стволовыми клетками, - рассказывает Оксана Рыбачук. - Я вводила их в имплант (нейрогель). А у нейрохирургов была уже исследованная модель травмы спинного мозга у крыс и исследования по имплантации нейрогеля".
В исследовании использовались стволовые клетки трех типов: нейральные стволовые клетки, стволовые клетки костного мозга и стволовые клетки - производные нервного гребня. Чтобы "посеять" их в матрикс, сначала надо было их выделить, культивировать и фенотипировать. Виталий Кирик занимался фенотипированием стволовых клеток костного мозга и нейральных. Роман Васильев - выделением, культивированием и фенотипированием стволовых клеток - производных нервного гребня. Оксана Рыбачук выделяла и культивировала нейральные и стволовые клетки костного мозга.
"Стратегию исследования и все основные идеи мы обсуждали с Владимиром Медведевым. Иногда мы даже спорили", - вспоминает Оксана Рыбачук.
Введя крысам имплант (нейрогель со стволовыми клетками), ученые доказали экспериментально, что большинство стволовых клеток, "посеянных" в матрикс, дифференцируются в нейроны мозга. Но не с одинаковой результативностью.
Самые лучшие результаты дали нейральные клетки. Они стопроцентно превратились в нейроны. Но эти клетки берут из гипокампа головного мозга эмбрионов мышей, следовательно, широко использовать их нельзя, в том числе и по этическим соображениям. "Поэтому нейральные клетки мы взяли просто для контроля, они показали максимальные возможности, то, к чему мы должны двигаться, - рассказывает руководительница проекта. - На этом можно было остановиться, написать научную статью и остаться довольными. Но мы решили использовать как альтернативные варианты другие типы стволовых клеток. Производные нервного гребня (которые мы выделяли из волосяных фолликул вибриса (усиков) мышки), также дифференцировались в нейроны. К сожалению, мы не увидели дифференциации в нейроны стволовых клеток костного мозга, но я проверяла их перед имплантацией и видела, что они активно делятся. Впрочем пока трудно идентифицировать, во что они превратились. Думаю, что эти клетки, скорее всего, в дальнейшем превращаются в другие нервные клетки, - микроглию, астроциты или олигодендроциты, а возможно - и в нейроны".
Исследование молодых украинских ученых имеет большое значение. Это - еще несколько шагов в изучении свойств стволовых клеток. И, возможно, новое слово в медицине. Ведь оно позволяет спрогнозировать варианты возможных комбинаций, которые будут иметь наибольшую эффективность на разных стадиях развития спинномозговой травмы, при этом не будут вызывать серьезного иммунного ответа и максимально легко будут восприняты организмом.
"Может, хоть какая-то клиника, занимающаяся проблемами травм спинного мозга, увидит и заинтересуется нашими результатами, - говорит Оксана Рыбачук. - Тогда появится реальная возможность помочь людям с повреждениями спинного мозга. Наш проект - это только пилотные исследования, разведка, это экспериментальный (животный) материал. Мы копнули, мы показали: вот, возьмите - практикуйте. А дальше это надо расширить".
- Кто может заинтересоваться вашим исследованием?
- Есть три-четыре клиники, занимающиеся трансплантацией стволовых клеток, и, возможно, им будет интересно реализовать эту разработку имплантов.
- А в целом - есть спрос на научные разработки, или же чаще они ложатся в стол?
- Я работаю в научно-исследовательском институте. Мы не проводим исследований на людях. Наши модельные системы - это мыши, крысы, кролики. Теперь нам надо заинтриговать практикующих нейрохирургов, добраться до сокровенных уголков их души, чтобы они могли все это осуществить на клиническом уровне.
- Как будете добираться до этих уголков? Это, наверное, работа менеджера, а не ученых.
-За границей как заведено? Есть клиника, и при ней - институт, занимающийся предклиническими исследованиями. Ученые что-то сделали, сразу же передали результаты в клинику, и там уже внедряют это дальше. У нас сейчас это отнимает много времени и нервов.
- У наших ученых нет прямых связей с клиниками?
-Нет, эта система пока что не налажена. И очень трудно заинтриговать человека, который является, например, генеральным директором клиники, но не имеет медицинского образования. Ему нелегко сориентироваться и понять, что это перспективно. Кроме того, для внедрения новых методов нужен очень крупный финансовый вклад. Но мы надеемся. Я готова предоставить более подробные наши результаты практикующим нейрохирургам.
- А кто финансировал ваше исследование?
-"Люди доброй воли", заинтересованные в этих разработках.
- На свои собственные средства?
-Да. Если мы знали, что, например, без этого антитела не сможем доказать то или иное мнение, то как можно было не купить его? Вот заинтересованные люди и докупали все сами.
- Правда, что за победу на конкурсе ваша команда получила премию 5 тыс. грн на всех? Что будете делать с этими деньгами?
-Да, правда. Что будем делать с этими деньгами? Мы уже связывались с дистрибьюторами фирмы, которая продает антитела. Постараемся как-то заказать хотя бы одно.
- Я так и думала.
-Наши исследования ценятся в мире. Мы можем проводить их на высоком уровне. Сегодня - это маленький проект, начало, но не исключено, что пройдет несколько лет, и можно будет создать целую лабораторию по нашему нейроинженерному методу. Здесь перспективы большие: мы смогли бы обеспечить рабочими местами молодых ученых-патриотов, которые не хотят оставлять Родину, и признательных, амбициозных, инициативных студентов. А самое главное - у нас была бы возможность помочь людям реально, а не только, публикуя статьи с описанием фундаментальных исследований в журналах с огромным импакт-фактором, накапливать себе индекс Хирша и быть удовлетворенными".
Мы разговаривали с Оксаной Рыбачук в обычном кафе. Поздно вечером, после работы. "Ну что вы, я в это время еще работаю". На вопрос, часто ли приходится работать сверхурочно, улыбается: "Бывает, что и в выходные сидишь. Это мое собственное желание. Просыпаюсь утром, думаю о какой-то идее - и не могу удержаться, чтобы не пойти в лабораторию и не проверить ее".
О себе девушка рассказала мало: живет в общежитии, да еще и не одна в комнате, ведь зарплаты научного сотрудника не хватает, чтобы снять отдельную квартиру. Оксана родом из Коростеня Житомирской области. В Институт физиологии им. А.Богомольца пришла еще 18-летней студенткой, на практику. Да так и осталась. За границу выезжать не планирует - здесь много интересной и полезной работы.
Увлекшись рассказом о своем проекте, Оксана моделировала для меня сложные научные понятия из обычных пакетиков сахара и всего, что было под рукой. У нее горели глаза, она рассказывала научную теорию, словно сказку. Сказку, от которой становилось тепло и солнечно на душе. Несмотря ни на что.