"Тепер нам потрібно заінтригувати, добратися до потаємних куточків душі практикуючих нейрохірургів". Молоді науковці розробили новий метод лікування травм спинного мозку

Білл Гейтс, звертаючись до випускників 2017 р., зауважив, що, якби він починав свою кар'єру сьогодні й шукав, куди податися, аби мати можливість впливати на світ, - він звернув би увагу на три царини: штучний інтелект, енергетику та біонауки. Біонауки, на думку співзасновника Microsoft, "уже майже готові дати людям можливість жити довше і щасливіше".

Молоді люди, про яких я хочу розповісти, обрали для себе третій шлях. Це українські науковці, котрі запропонували інноваційний, дуже сміливий і перспективний метод лікування травм спинного мозку. Їхній проект називається "Розробка інноваційного нейроінженерного методу відновного лікування наслідків травми спинного мозку". Цей проект отримав високу оцінку, - на конкурсі науково-технічних розробок молодих науковців Science-Society-Personality-2017 він був визнаний переможцем.

Як розповідають очевидці, серця журі, до якого входили представники фондуючих організацій України, Франції, Німеччини, Молдови, Білорусі, Азербайджану, підкорили не лише наукові викладки, а й палаючі очі, завзяття і щирість керівниці проекту Оксани Рибачук, що презентувала дослідження.

Діагноз "травма спинного мозку" звучить для хворого як страшний вирок. Людина, котра ще вчора дихала на повні груди, рухалася, кохала, подорожувала, займалася улюбленою справою, в одну мить виявляється прикутою до ліжка. І найчастіше - назавжди. Але дослідження молодих українських науковців дає надію. У чому суть запропонованого ними інноваційного методу? Виявляється, ушкоджену ділянку спинного мозку можна відновити засобами тканинної нейроінженерії, заміщаючи пошкоджене природне тканинне середовище синтетичним.

Уявімо собі, що ушкоджена частина хребта - це "прогалина", порожнеча, розрив, на місці якого порушені зв'язки між нейронами, а отже - і спинний мозок. І саме з цієї причини хворий втрачає рухову активність. Цю "прогалину" у хребті треба чимось залатати. Для цього використовують штучний матеріал - матрикс. Якщо без наукової термінології, то це така синтетична цеглинка, яку можна вставити в розрив. Найкращий запатентований матрикс, що нині широко застосовується у світовій медичній практиці для лікування спинномозкових травм, - нейрогель NeuroGelTM. Його вводять у пошкоджену ділянку, він заповнює порожнечу.

Імплант, створений з гелю, неоднорідний. Він пористий, мов губка. Завдяки цьому, якщо пошкодження спинного мозку невелике, в порожнини матриксу можуть проростати відростки нервових клітин і частково відновлювати роботу спинного мозку. Але коли пошкодження значне, то нервові клітини, навіть якщо вони проростуть, мають небагато шансів контактувати між собою і проводити імпульс. А ось метод, запропонований нашими молодими науковцями, дозволяє відновлювати функції спинного мозку навіть при значних ушкодженнях.

Українські науковці запропонували використати матрикс як грунт: "посіяти" в його порожнині стовбурові клітини, щоб вони росли, розвивалися й давали "врожай" - диференціювалися у нейрони спинного мозку, відновивши таким чином його функцію.

Оксана Рибачук розповідає, як виникла ця ідея: "У PubMed (міжнародній електронній базі медичних і біологічних наукових публікацій. - О.О.) не так багато публікацій про властивості нейрогелю, чому б не розширити ці дослідження? В наявних публікаціях я прочитала, що у складі нейрогелю є три крихітні амінокислоти, які відповідають амінокислотній послідовності фібронектину. А фібронектин - це хороше середовище для росту стовбурових клітин, вони чіпляються за цей білок усіма відростками. Можливо, фібронектин стане тим "добривом", яке допомагатиме стовбуровим клітинам рости. Апробовані й підтверджені експериментально ідеї лягли в основу інноваційного методу".

Це дослідження цікаве тим, що воно велося, у прямому сенсі цього слова, на стику. На стику наук: фізіології, регенеративної медицини, тканинної інженерії. На стику наукових досліджень кількох наукових установ: Інституту фізіології ім. О. Богомольця (Оксана Рибачук, керівник проекту, кандидат біологічних наук), Інституту нейрохірургії ім. А. Ромоданова (Володимир Медведєв, докторант), Інституту генетичної та регенеративної медицини НАМН (Віталій Кирик, кандидат медичних наук, та Роман Васильєв, науковий співробітник). І на стику поколінь: молодим і сміливим кандидатам наук та докторантам допомагали і студенти-біологи (Дмитро Нестеренко, Наталя Савицька, Ігор Архипчук з КНУ ім.Шевченка та Юля Лазаренко з НаУКМА), й імениті академіки (Віталій Цимбалюк, Геннадій Бутенко). Лабораторію для досліджень надала Нана Войтенко, завідувачка лабораторії сенсорної сигналізації Інституту фізіології імені О. Богомольця НАН України.

"Моя частина роботи була пов'язана зі стовбуровими клітинами, - розповідає Оксана Рибачук. - Я вводила їх у імплант (нейрогель). А нейрохірурги мали вже досліджену модель травми спинного мозку у щурів та дослідження з імплантації нейрогелю".

У дослідженні використовувалися стовбурові клітини трьох типів: нейральні стовбурові клітини, стовбурові клітини кісткового мозку та стовбурові клітини похідні нервового гребеня. Щоб "посіяти" їх у матрикс, спочатку треба було їх виділити, культивувати і фенотипувати. Віталій Кирик займався фенотипуванням стовбурових клітин кісткового мозку та нейральних. Роман Васильєв - виділенням, культивуванням та фенотипуванням стовбурових клітин похідних нервового гребеня. Оксана Рибачук виділяла і культивувала нейральні та стовбурові клітини кісткового мозку.

"Стратегію дослідження і всі основні ідеї ми обговорювали з Володимиром Медведєвим. Іноді ми навіть сперечалися", - згадує Оксана Рибачук.

Ввівши щурам імплант (нейрогель зі стовбуровими клітинами), науковці довели експериментально, що більшість стовбурових клітин, "посіяних" у матрикс, диференціюються в нейрони мозку. Але не з однаковою результативністю.

Найкращі результати дали нейральні клітини. Вони стовідсотково перетворилися на нейрони. Але ці клітини беруть із гіпокампа головного мозку ембріонів мишей, отже широко використовувати їх не можна, у тому числі і з етичних міркувань. "Тому нейральні клітини ми взяли просто для контролю, вони показали максимальні можливості, те, до чого ми повинні рухатися, - розповідає керівниця проекту. - На цьому можна було зупинитися, написати наукову статтю й задовольнитися. Однак ми вирішили використати як альтернативні варіанти інші типи стовбурових клітин. Похідні нервового гребеня (які ми виділяли з волосяних фолікул вібриса (вусиків) мишки), також диференціювалися в нейрони. На жаль, ми не побачили диференціації в нейрони стовбурових клітин кісткового мозку, однак я перевіряла їх перед імплантацією й бачила, що вони активно діляться. Проте поки що важко ідентифікувати, на що вони перетворилися. Я думаю, що ці клітини, швидше за все, надалі перетворюються на інші нервові клітини - мікроглію, астроцити чи олігодендроцити, а можливо й на нейрони".

Дослідження молодих український науковців має велике значення. Це - ще кілька кроків у вивченні властивостей стовбурових клітин. І, можливо, нове слово в медицині. Адже воно дозволить спрогнозувати варіанти можливих комбінацій, що матимуть найбільшу ефективність на різних стадіях розвитку спинномозкової травми і при цьому не викликатимуть серйозної імунної відповіді та будуть максимально легко сприйняті організмом.

"Може, хоч якась клініка, що займається проблемами травм спинного мозку, побачить і зацікавиться нашими результатами, - каже Оксана Рибачук. - Тоді буде реальна можливість допомогти людям із ушкодженнями спинного мозку. Наш проект - це лише пілотні дослідження, розвідка, це експериментальний (тваринний) матеріал. Ми копнули, ми показали: ось, візьміть - практикуйте. А далі це потрібно розширити".

Оксана Рибачук

- Хто може зацікавитися вашим дослідженням?

- Є три-чотири клініки, які займаються трансплантацією стовбурових клітин, і, можливо, їм буде цікаво реалізувати цю розробку імплантів.

- А взагалі, є попит на наукові розробки, чи частіше вони лягають у стіл?

- Я працюю в науково-дослідному інституті. Ми не проводимо досліджень на людях. Наші модельні системи - це миші, щурі, кролики. Тепер нам потрібно заінтригувати, добратися до потаємних куточків душі практикуючих нейрохірургів, щоб вони могли це все провести на клінічному рівні.

- Як будете добиратися до цих куточків? Це, мабуть, робота менеджера, а не науковця.

- За кордоном як заведено? Є клініка і при ній - інститут, що займається преклінічними дослідженнями. Науковці щось зробили, одразу передали результати в клініку, і там уже впроваджують це далі. У нас наразі це забирає дуже багато часу та нервів.

- У наших науковців немає прямих зв'язків із клініками?

- Ні, ця система поки що не налагоджена. І дуже важко заінтригувати людину, котра є, наприклад, генеральним директором клініки, але не має медичної освіти. Їй нелегко зорієнтуватися й зрозуміти, що це перспективно. Крім того, для впровадження нових методів потрібен дуже великий фінансовий внесок. Але ми надіємося. Я готова представити докладніше наші результати практикуючим нейрохірургам.

- А хто фінансував ваше дослідження?

- "Люди доброї волі", зацікавлені в цих розробках

- За свої власні кошти?

- Так. Коли ми знали, що, наприклад, без цього антитіла не зможемо довести ту чи іншу думку, то як можна було не купити його? Ось зацікавлені люди й докуповували все самі.

- Правда, що за перемогу на конкурсі ваша команда отримала премію 5 тис. грн на всіх? Що робитимете з цими грішми?

- Так, правда. Що робитимемо з цими грішми? Ми вже зв'язувалися з дистриб'юторами фірми, яка продає антитіла. Постараємося якось замовити хоча б одне .

- Я так і підозрювала.

- Наші дослідження цінуються у світі. Ми можемо проводити їх на високому рівні. Сьогодні - це маленький проект, початок, але не виключено, що мине кілька років, і можна буде створити цілу лабораторію за нашим нейроінженерним методом. Тут перспективи великі: ми б могли забезпечити робочими місцями молодих науковців-патріотів, які не хочуть залишати Батьківщину, і вдячних, амбіційних, ініціативних студентів. А найголовніше - ми б мали змогу допомогти людям реально, а не лише, публікуючи статті з описом фундаментальних досліджень у журналах із величезним імпакт-фактором, накопичувати собі індекс Хірша і бути задоволеними".

Ми розмовляли з Оксаною Рибачук у звичайному кафе. Пізно ввечері, після роботи. "Ну що ви, я в цей час ще працюю". На запитання, чи часто доводиться працювати понаднормово, всміхається: "Буває, що й у вихідні сидиш. То моє власне бажання. Прокидаюся зранку, думаю про якусь ідею і не можу втриматися, щоб не піти в лабораторію й не перевірити її".

Про себе дівчина розповіла мало: живе в гуртожитку, ще й не сама в кімнаті, адже зарплатні науковця не вистачає, щоб винайняти окрему квартиру. Оксана родом із Коростеня Житомирської області. В Інститут фізіології ім. О. Богомольця прийшла ще 18-річною студенткою, на практику. Та так і залишилася. За кордон виїжджати не планує, - тут багато цікавої й корисної роботи.

Захопившись розповіддю про свій проект, Оксана моделювала для мене складні наукові поняття зі звичайних пакетиків цукру і всього, що було під рукою. У неї палали очі, вона розповідала наукову теорію, як казку. Казку, від якої ставало тепло і сонячно на душі. Незважаючи ні на що.