На початку вересня нинішнього року засоби масової інформації облетіло повідомлення про сенсаційне відкриття українських вчених у галузі ембріональних стовбурних клітин — ефект Кухарчука—Радченка—Сірмана. Автори заявили, що, на їхню думку, введення в організм мегадози ембріональних стовбурних клітин (ЕСК) за певною схемою і заданими параметрами часу веде до заміни існуючої системи імунного контролю на нову. Відтак, гадають учені, можна лікувати найрізноманітніші аутоімунні захворювання, долати відторгнення органів при трансплантації і навіть гальмувати процеси старіння.
Повідомлення в пресі та на телебаченні викликали неймовірний резонанс серед наукової громадськості. До редакції надійшов відкритий лист, у якому, зокрема, йшлося: «Представлення авторами роботи як видатного наукового відкриття за жодних умов не може починатися з рекламних заяв у засобах масової інформації. Її обов’язково спочатку мають обговорити й оцінити професіонали в науковій пресі, на конференціях, семінарах і так далі. Це не просто принцип наукової етики, а захист населення від помилкових уявлень, що можуть завдати шкоди багатьом людям. Рекламні заяви про можливості лікування без попередньої доклінічної та клінічної перевірки, незалежно від благих (чи не дуже) побажань, завжди приносять лише страждання хворим. Ми б хотіли прокоментувати так званий ефект Кухарчука—Радченка—Сірмана, але, на жаль, для наукової оцінки ми маємо у своєму розпорядженні лише дані, представлені на веб-сайті центру EmCell… Вочевидь, було б дуже корисно і для нашої громадськості, і для самих авторів, щоб вони зробили наукову доповідь, наприклад, на об’єднаному семінарі з участю провідних українських учених у галузі імунології, молекулярної біології, генетики, трансплантації й інших».
Шахова партія, що велася не за правилами
Нещодавно відбулося засідання товариств імунологів і патофізіологів. Із доповіддю «Ембріональні стовбурні клітини та імунологічна толерантність» виступив заступник генерального директора з науки центру EmCell професор Олександр Кухарчук. Зал Інституту урології, в якому проходило засідання, був ущерть заповнений, а самого доповідача слухали в напруженій мовчанці. Однак щойно завершився виступ, як залом прокотилося: «не науковий підхід», «багато білих плям», «плутанина в термінології», «неправильно вибрані методи дослідження». Перший же коментар — академіка АМН України Віталія КОРДЮМА — розвіяв останні надії на швидке визнання.
— Я припускаю, — заявив він після кількох зауважень на адресу авторів, — що перші експерименти дуже часто робляться методом «тику». Це нормально. Але тоді або про них говорять у вузькому колі, або розробляють далі, щоб зрозуміти, із чим же насправді мають справу.
На такій позиції стоїть і заступник директора з науки Інституту фізіології ім. О.Богомольця академік Олексій МОЙБЕНКО:
— Як сам описаний феномен — приживлення шматків шкіри і селезінки у пацюків, яким попередньо вводилися так звані стовбурні клітини, — так і його пояснення потребують ретельної перевірки. Трактування отриманих даних не виходить за рамки гіпотези. Під час доповіді Олександра Кухарчука стало цілком очевидно, що методи, використані авторами, потребують корекції, а отримані результати не можуть бути використані в клінічній практиці ні зараз, ні найближчим часом. Автори мусять довести, що пересаджувані ними клітини є саме стовбурними (потрібна їх ідентифікація, чого немає в роботі) і, найголовніше, що саме пересаджені клітини диференціюються в клітини імунної системи і визначають імунну відповідь тварини-реципієнта (тієї, якій пересадили клітини), зокрема і так званої толерантності. А може, пересаджені клітини вже загинули й в організмі наявна лише його імунна система, але пригнічена великою кількістю (мегадозою) білкових антигенів? Тобто в доказах немає головного: того, що це саме той ефект, про який говорять автори.
Найрізкіше прокоментувала виступ професора Кухарчука заступник директора Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАНУ Ганна ЄЛЬСЬКА:
— Як з’ясувалося з відповідей доповідача на численні запитання, робота проводилася з порушенням усіх узвичаєних норм виконання наукових досліджень — від вибору тварин, контролів, тестування клітин і до інтепретації «віддалених» результатів. Образно кажучи, зібрання мало вирішити, чи є видатною шахова партія, в якій із самого початку були неправильно розставлені фігури, а гра велася не за правилами.
З пробірки — у клініку
Зрозумілий і величезний інтерес до теми. Проблема стовбурних клітин сьогодні, що називається, «гаряча». Лише у США на роботи з цієї тематики виділяється $29 млрд. А результати, отримані вченими, просто вражають. Багато досліджень вийшли «з пробірок» на рівень клінічних випробувань і в широку практику, причому не лише в розвинених країнах Заходу, а й у СНД, у тому числі в Росії й Україні. Скажімо, нещодавно в одній з телепередач розповідалося про дівчинку, хвору на лейкоз. Для її порятунку мамі довелося народити ще одну дитину (щоб клітини були родинними і не відторгалися), у якої через 22 дні після народження взяли пуповинні стовбурні клітини. Ці клітини пересадили хворій дівчинці, в організмі якої наново сформувалися клітини крові.
Як розповіла академік Ганна Єльська, дорослі СК або частково диференційовані в лабораторних умовах ЕСК можна використовувати для лікування раніше невиліковних захворювань і ушкоджень головного та спинного мозку, опікових ран, створення «біоштучної» підшлункової залози та печінки. Водночас, як показано в різних експериментах, безконтрольне, некваліфіковане застосування ембріональних стовбурних клітин загрожує дуже сумними наслідками, аж до індукції пухлин. Тому, пояснила Ганна Валентинівна, у цивілізованих країнах віддають перевагу проведенню наукових досліджень і клінічних випробувань методів лікування людей не самими ЕСК, а їхніми похідними чи т.зв. дорослими стовбурними клітинами.
Нагадаємо, ЕСК зазвичай отримують із ембріонів на ранній стадії розвитку (5-денний бластоцист), зокрема з надлишкових ембріонів при штучному заплідненні «у пробірці». Вони цікаві тим, що здатні розвиватися в будь-які тканини організму. Інші види СК — дорослі, фетальні (отримані з ембріона, старшого 14 днів), плацентарні, пуповинні мають відмінні характеристики, але можуть розвиватися лише у певні тканини, залежно від їх типу. Так звані дорослі СК можна отримати з крові, кісткового мозку, головного мозку, підшлункової залози, м’язів і так далі й за певних умов диференціювати в спеціалізовані клітини. Так, розвиток дорослих СК можна скерувати на багато шляхів, даючи вихід не лише клітин крові, а й клітин судинної стінки, м’язових і навіть нейронів та гепатоцитів.
Про значення цього факту свідчить недавнє досягнення німецьких медиків, доповідь про яке прозвучала нинішнього року на з’їзді Європейської асоціації серцево-судинних хірургів. Вони провели першу фазу клінічних випробувань методу клітинної кардіоміопластики для відновлення серцевого м’яза після інфаркту. Використовувалися аутоклітини (тобто власні) кісткового мозку, взяті у хворого перед операцією. Всі вісім пацієнтів вижили, за час спостереження (34 місяці) у них значно поліпшилася робота серця. Однак примітне те, наголошує академік Єльська, що клітини (дорослі СК) взяли у самого хворого, тож про відторгнення «пересаджених» клітин питання не стоїть!
Нещодавно на основі цих клітин сконструйовано нові біоштучні серцеві клапани. Для цього було використано людські СК, виділені з кісткового мозку, відсортовані і розмножені поза організмом. Вони виявили високу життєздатність, формували однорідну тканинну поверхню і синтезували всі необхідні білки. Всі клапани одночасно відкривалися й закривалися, а біохімічні властивості були схожі на властивості натуральних. Швидше за все, такі біоінженерні клапани (де знову використовуються власні клітини пацієнта) мають прийти на зміну широко застосовуваним зараз механічним.
Дорослі, зокрема генно-інженерні нейральні СК мають ще одну унікальну властивість — вони знаходять і вбивають ракові клітини! Як відомо, гліома — найагресивніша первинна пухлина головного мозку у людей. Вона не має чітких меж, і гліомні клітини часто проникають глибоко в тканини здорового мозку, що перешкоджає успішному хірургічному втручанню. Якщо навіть первинна пухлина повністю видалена, то клітини, що проникли, провокують появу нової. Вчені з Лос-Анджелеса показали, що нейральні СК, введені в пухлину головного мозку, мандрують услід за пухлинними клітинами з основної маси в інші ділянки мозку. Цю їхню властивість використовували для отримання генно-інженерним шляхом нейральних СК, що продукують інтерлейкін-12, який, як відомо, вбиває клітини гліоми. Якщо такі модифіковані нейральні СК ввести мишам у пухлину, то вони починають убивати навіть ті клітини пухлини, які відійшли від основної на досить велику відстань.
Стовбурні клітини у принципі дуже перспективні як переносники певних генів. Вчені гадають, що об’єднання генно-інженерних технологій із застосуванням СК підніме генну терапію на якісно новий рівень і виведе її з лабораторій у клініку, перетворивши на рутинний лікувальний метод медицини XXI століття.
Вам потрібні докази? Ми їх надамо!
Однак сам «винуватець» вирування пристрастей, професор Олександр КУХАРЧУК зовсім не вважає себе переможеним, а минуле засідання оцінює в цілому позитивно:
— Іншого ми й не очікували. А ось того, на що розраховували, на жаль, не сталося. Ми очікували дискусії навколо принаймні п’яти ключових етапів переінсталяції системи контролю антигенного гомеостазу організму. Запитань такого роду не було взагалі. Міркування ж навколо адекватності методик і необхідності додаткових доказів виникають за відомим принципом «не визнаєш суті — топи методики». Свого часу саме так вижили з рідної країни першовідкривача груп крові Карла Ландштейнера. До речі, це закінчилося тим, що через три роки, уже в Америці, К.Ландштейнер відкрив резус-фактор. Нас застерігають від використання розробленої методики в практичній медицині і вказують, що і як треба зробити, аби уникнути помилок і небезпек такої клітинної терапії. Але, даруйте, хіба це не визнання відкритого нами ефекту? Зауважу, що в нашій доповіді мови про клініку не було взагалі. Ми наводили результати фундаментальних досліджень, виконаних на тваринах. Що ж стосується небезпек застосування стовбурних клітин у медицині, коли вже йдеться саме про це, то у світовій літературі вже проведено оцінку і розроблені конкретні критерії безпеки їх використання.
— Скажіть, чому ви не розшифрували поняття «мегадоза» і не повідомили, на якому періоді розвитку ембріона берете стовбурні клітини: адже саме приховання цих фактів найбільше, на мій погляд, і насторожило слухачів?
— Ми подали сім заявок на винахід, вони зараз перебувають у роботі. Причому це заявки на патент з експертизою, яка може тривати до трьох років. А від нас уже вимагають, щоб ми назвали клітинний склад, сказали, у які терміни його забираємо, що вводимо в організм. Це ж ноу-хау. Ми маємо право до одержання патенту і навіть після цього не називати конкретно, що використовуємо. Ми маємо факт, кінцевий результат, його, як ви чули, ніхто не оскаржував, іншого трактування цьому факту ніхто в залі теж не дав. Однак від нас вимагають додаткових доказів. Ми їх незабаром надамо.
— До вас було багато претензій у зв’язку з використанням не чистої суспензії ембріональних стовбурних клітин, а «клітинного коктейлю».
— Ми могли б отримати і чисту лінію ЕСК. Однак досвід роботи зарубіжних дослідників показує, що суспензія, яка складається лише з ембріональних стовбурних клітин, має низку істотних обмежень для застосування в медицині. Виявилося, що саме при вирощуванні в культурі ЕСК найчастіше перетворюються на клітини пухлинні. З 60 виділених в Америці ліній клітин на початок листопада нинішнього року залишилося лише 19, решта трансформувалися в пухлини. Взагалі, унікальні властивості ембріональних стовбурних клітин вивчаються в трьох напрямах: замісна клітинна трансплантація, фармакогеноміка і біологія розвитку, а також репродукція людини. Наші дослідження перебувають у рамках першого напряму — замісної клітинної трансплантації, де мінімальна ефективність чистих ембріональних стовбурних клітин давно доведена.
Крім того, у процесі розвитку ембріона утворення кількох сотень типів спеціалізованих клітин відбувається із зародкових листків (екто-, енто- і мезодерми), а також із мезенхіми — джерела сполучної тканини. Саме вона дає сигнал початкові органогенезу, формуванню кровоносних і лімфатичних судин, а також строми — клітинного каркаса майбутніх органів. У дорослій тканині стромальна мережа клітин виробляє сигнали, з допомогою яких підтримується життєздатність і розмноження незрілих (прогеніторних) клітин. Щоб уведені в організм стовбурні клітини не лише сформували необхідні органи і системи, а й не відторгалися згодом, необхідно ввести мезенхіму. У наших дослідженнях свідомо використовувалася природна суміш клітин, внутрівенне введення якої забезпечує перевстановлення системи контролю антигенного гомеостазу організму, чи, якщо хочете, заміну старої імунної системи на нову.
— Одним із питань дискусії була доцільність використання ембріональних стовбурних клітин, оскільки отримано дуже цікаві результати з дорослими СК, безпечнішими в застосуванні.
— Американські вчені ще у вересні поточного року дійшли висновку, що говорити про ідентичність медичного потенціалу дорослих СК й ембріональних стовбурних клітин не можна. Як зазначив Ірвінг Вайсман — науковець, який досліджує дорослі стовбурні клітини у медичному центрі університету Стенфорд (Пало Альто, Каліфорнія, США), ця інформація не підтвердилася в жодному експерименті. Водночас наші вчені в дебатах посилаються саме на перспективи використання регіональних стовбурних клітин, забуваючи про те, що утворена з такого матеріалу тканина все одно відторгається, а аутоклітини хворого організму, особливо при аутоімунних захворюваннях, найчастіше самі і є причиною цього. У тому ж таки Стенфорді проблема відторгнення трансплантатів стоїть дуже гостро. В одній з останніх робіт повідомляється про новий підхід до її вирішення: відразу після операції пацієнт отримує кілька сеансів променевої терапії і невеличку дозу імунодепресантів — для придушення імунної системи. Одночасно йому в кістковий мозок уводяться гемопоетичні стовбурні клітини донора (вони продукують й імунні клітини) — створюється гібридний (химерний) кістковий мозок. Ці нові клітини імунної системи перестають «вважати донорський орган чужим», тобто розвивається імунологічна толерантність. Науковці Ізраїлю для досягнення такого ефекту вводять стовбурні клітини донора у кров, тимус, селезінку, лімфатичні вузли і кістковий мозок.
Праць з індукції імунологічної толерантності останніми роками опубліковано справді, як це було сказано на засіданні, близько двох тисяч. Зауважу, що ми їх опрацювали всі і в жодній із публікацій не знайшли методичного підходу, схожого на наш, хоча термін «заміна імунної системи» після 3 вересня 2002 року рясніє в заголовках багатьох наукових та публіцистичних праць. Зауважу, що в коливаннях «наукового маятника» зарубіжжя є крайні точки — ембріональні і дорослі стовбурні клітини, але немає середини, немає досліджень впливу на організм прогеніторних клітин, отриманих з ембріона на різних стадіях його розвитку. Саме в цій галузі Україна поки що має певний пріоритет, який просто необхідно закріплювати. В усіх інших напрямах вивчення ЕСК ми, як і Росія, безнадійно відстали.
— Чи не намагалися ви опублікувати свої праці, у тому числі й у провідних закордонних виданнях?
— Очевидно, по завершенні досліджень на рівні геному подаватимемо в «Nature» або «Science». Незабаром має вийти стаття в журналі «Трансплантологія».
***
Що ж, негативний результат теж важливий. Принаймні, як каже академік О.Мойбенко, робота працівників Центру ембріональних тканин «EmCell» сколихнула вітчизняну науку і привернула пильнішу увагу до проблеми стовбурних клітин. А якщо, зрештою, вчені зможуть поєднати оригінальну ідею і досвід проведення наукових досліджень, можливо, Україна й отримає нобелівського лауреата.