Зимова наука

Цифра «нуль» на градуснику, від якої ліворуч і праворуч симетрично йдуть плюсові й мінусові температури, для всього живого зовсім не золота середина. Білковим молекулам за позначкою плюс 42 градуси за Цельсієм вже загрожує розпад, людина з трудом переносить спеку в 40 градусів... Але клітини організму залишаються живими і при мінус 196 градусів, а людина здатна одержати задоволення в кріосауні, де температура повітря опускається до мінус 140. Щоправда, охолоджувати клітини й увесь організм слід вміючи, за певною технологією, аби не лише не зашкодити, а й застосувати дари Його Величності холоду з максимальною користю. Як це зробити, знають вчені Інституту проблем кріобіології та кріомедицини НАН України.

Усе розпочалося з Шубнікова й Лазарєва

Спочатку кріогенікою зайнялися фахівці УФТІ з лабораторії легендарного Льва Шубнікова. Він вів роботи в двох глобальних напрямах. Це була, як нині її назвали б, фізика конденсованих станів при низьких температурах — надпровідність, гелій, низькотемпературний магнетизм, стверділі гази. І технічна фізика — кріогенні рідини та їхні суміші. Дослідження набули такого розмаху, що з ініціативи Шубнікова 1935 року в Харкові створили Дослідну станцію глибокого охолодження, яка була тоді унікальним науково-технічним підприємством нового типу.

Як відомо, хороші ідеї мають властивість приваблювати ініціативних людей. Естафету досліджень в УФТІ підхопив академік Борис Лазарєв, а Дослідна станція стала предтечею відкриття 1960 року Фізико-технічного інституту низьких температур АН СРСР під керівництвом академіка Бориса Вєркіна. Тут роботи велися широким фронтом, включаючи дослідження поведінки речовин і матеріалів при температурі, близькій до абсолютного нуля, — мінус 270 градусів. Коли стало зрозуміло, що вивчення впливу холоду на біологічні об’єкти обіцяє вельми цікаві перспективи, у Харкові вирішили створити академічний інститут, який займався б саме цією тематикою. Так, за підтримки президента Академії наук Бориса Патона в результаті співдружності фахівців ХФТІ, ФТІНТ і харківських медиків 1972 року засновано Інститут проблем кріобіології та кріомедицини АН СРСР.

Це було рішення, яке в чомусь випередило свій час. За структурою, науковою тематикою й рівнем виконуваних досліджень заклад зайняв провідне місце в світі серед центрів аналогічного профілю. Тут створено український низькотемпературний банк ембріональних, плодових і плацентарних клітин і тканин, що здобув статус національного надбання. Працює міжнародна кафедра кріобіології під егідою ЮНЕСКО. Проводяться традиційні міжнародні конференції «Актуальні проблеми й досягнення кріобіології та кріомедицини».

Недавно в Харкові, викликавши великий інтерес до себе, пройшла така конференція. І не лише тому, що нові методи лікування захворювань із допомогою стовбурних клітин, котрі іноді називають надією медицини XXI століття, стали нині предметом гарячих дискусій у всьому світі. Холод як інструмент впливу на всі процеси, які відбуваються в живих організмах, дедалі більше входить не тільки в різні галузі науки, а й практику медицини, тваринництва, садівництва, охорони навколишнього середовища й інших сфер людської діяльності.

Кріосауна — джерело гормонів радості

До Харкова приїжджав японський учений-медик Тосімо Ямаучі, котрий, спостерігаючи хворих на ревматичний артрит, помітив: холод дуже позитивно впливає на суглоби. На зустрічі з українськими колегами він розповів, що почав використовувати для лікування цього захворювання охолоджене повітря.

Нині кріосауна є й у Харкові. Це невелике приміщення з кількома відсіками, де поступово відбувається зниження температури повітря аж до мінус 120 — 140 градусів. Процедура проста й жодними муками не загрожує. Пацієнт перебуває в кріосауні лише дві-три хвилини, у білизні, вовняних шкарпетках, рукавицях і шапочці, а також у спеціальній пов’язці для захисту органів дихання. А головне — повітря в такій сауні цілком сухе. Як показали дослідження харківських учених, лікувальний холод показаний при захворюваннях, пов’язаних із імунодефіцитом, а також при хронічній втомі, для загального оздоровлення й боротьби з надлишковою вагою. Комусь для оздоровлення вистачає одного сеансу, а комусь лікарі пропишуть і двадцять. Як правило, повітряна ванна доповнюється й іншими процедурами — фізіотерапією й масажем.

Що ж відбувається за цей час з організмом?

— Іде активна перебудова роботи різних органів і систем, — кажуть фахівці. — Організм інтенсифікує обмін речовин і кисню, за рахунок потужної тепловіддачі втрачає до тисячі кілокалорій на хвилину й починає активно саморозігріватися. При цьому підвищується клітинний імунітет і оптимізується склад крові. Температурний стрес провокує викид в організм гормонів радості, ендорфінів. Приблизно те саме відбувається і при регулярному моржуванні в крижаній воді. Правда, температура повітря й час перебування в кріосауні призначається лікарем відповідно до стану людини. Пацієнт перебуває тут під цілковитим контролем спеціалістів — зовні за ним із допомогою відеокамери спостерігають лікарі, а датчики контролюють пульс, тиск і дихання. Недарма кріобіологи називають перебування в кріосауні «керованим моржуванням».

Із надією на кріовакцину

— Фахівці нашого інституту приїхали на конференцію з доповіддю про перспективи методу кріодеструкції пухлинних тканин, — розповідає директор Інституту експериментальної патології, онкології та радіобіології НАНУ, член-кореспондент НАН України Василь Чехун. — Її особливість полягає в тому, що спрямований холодовий вплив дозволяє заморозити пухлину з допомогою рідкого азоту, локалізувати її й видалити як єдиний конгломерат. Нині межі заморожування визначає хірург, але вже розробляється устаткування, яке дозволить програмовано заморожувати потрібний обсяг тканини — точно по межі зі здоровими клітинами.

Заморожування виконують спеціальні кріозонди й кріоаплікатори. Вони дозволяють залежно від локалізації та глибини розташування здійснити максимальний доступ до пухлинної тканини. Цей метод використовується залежно від клінічних показань і активно застосовується при пухлинах печінки, грудної залози, шкіри й інших органів. У нашій країні є ентузіасти цього методу, приміром, доктор наук Олександр Литвиненко, котрий захистив дисертацію з кріодеструкції пухлинної тканини, інші фахівці.

Хоча такі операції вже широко виконують у всьому світі, в Україні їх роблять наразі лише в окремих великих спеціалізованих клініках. І річ не в складності самої методики, вона добре відома й доступна, а в проблемах з устаткуванням і плановою підготовкою спеціалістів. Це тим паче образливо, що початок кріохірургії — у гінекології, отоларингології та нейрохірургії — було покладено в нашій країні ще в 60-х роках, і харків’яни одержали тоді за неї Державну премію.

У кріодеструкції є цікаві перспективи. Відомо, що в онкології існує серйозна проблема — під час операції потрібно видалити максимально велику кількість пухлинних клітин, аби вони не дали нові паростки — рецидиви й метастази. Під час кріодеструкції основну частину пухлини хірурги видаляють, а залишки з допомогою холоду вбивають. З’ясувалося, ця решта заморожених клітин у процесі свого відмирання й розпаду — апоптозу й некрозу — виділяють біологічно активні речовини, котрі можуть значно підвищити імунний захист організму та його сторожкість проти пухлинної тканини.

— Ми бачимо тут реальні можливості для підвищення ефективності лікування пацієнтів, — робить висновок Василь Федорович. — Можливо, не тільки можна прибрати з організму заморожену пухлинну тканину, а й використовувати решту уже вбитих холодом клітин як вакцину? Звісно, не усе так просто — результати наших експериментів показують: кріодеструкція первинних пухлин може як гальмувати розвиток метастазів, так і активізувати їх. Ефект кріовакцинації багато в чому залежить від виду пухлини, стадії захворювання й дози. Це і є поле для наших подальших пошуків.

І все-таки, що там із стовбурними?

Імпровізована прес-конференція після завершення доповідей показала, що харківські журналісти цілком «у темі». Що й не дивно. За більш як двадцять років своєї роботи Інститут проблем кріобіології та кріомедицини давав «акулам пера» чимало інформаційних приводів для статей і інтерв’ю, починаючи з народження першої в країні дитини з замороженого ембріона.

— В Україні заборонили лікувати пацієнтів із допомогою клітинної і тканинної терапії. Як ви прокоментуєте цю заборону? — звертаюся до директора Інституту проблем кріобіології та кріомедицини НАНУ академіка В.Грищенка.

— Учені нашого інституту першими навчилися заморожувати та зберігати клітини в глибокому холоді, — розповідає Валентин Іванович. — У такий спосіб ми отримали змогу визначати, чи не заражені тканини вірусами або мікробами, відбирати з них здорові, й відкрили дорогу для застосування ембріональних стовбурних клітин при лікуванні різноманітних захворювань людини. Іноді неуки нас звинувачують, що ми ставимо досліди на людях — ні, спочатку все перевірялося й нині перевіряється на тваринах. Отож, увесь наш експериментальний і клінічний досвід засвідчує: серйозних ускладнень при цій терапії не було. Є ризики, які потрібно старанно досліджувати і яким можна протистояти. Це не підстава для заборони даного виду терапії. Ми допомагали дуже багатьом хворим, котрі часто перебували в дуже важкому стані, у тому числі дітям.

Тому ми продовжуємо й не можемо не продовжувати боротьбу за те, аби скасувати заборону на використання препаратів ембріонального походження в практичній охороні здоров’я нашої країни. Буде дуже образливо й гірко, коли через таке ставлення до проблеми в нашій державі іноземні колеги раніше від нас здійснять нові кроки в розвитку клітинної терапії і ми втратимо те лідерство, ті пріоритети, які нині маємо в світі. Адже такі дослідження зараз активно ведуться у Великобританії, США, Японії, Чехії, Польщі, Німеччині й інших країнах.

— Що нового з’явилося в кріобіології порівняно з минулою конференцією?

— Напевно, найголовніше досягнення — ми почали працювати на глибшому молекулярному рівні в тій сфері, яка вивчає розвиток людини на найбільш ранніх його етапах. Для того, аби використовувати ці знання для поліпшення її здоров’я та збільшення тривалості життя. Хотів би відзначити також, що ми навчилися одержувати стовбурні клітини не лише з ембріонів, а й із тіла дорослої людини й досить успішно культивуємо їх і на твердих, і на рідких носіях. Хоча тут є свої проблеми, до того ж ці клітини коштують набагато дорожче. Дуже цікава праця з’явилася в НТК «Інститут монокристалів». Там створено особливі мітки для стовбурних клітин, завдяки яким можна буде знаходити їх в організмі навіть через кілька років після введення й уточнювати, в якому стані вони перебувають і де саме локалізуються.

Усі ці напрями досліджень потрібно продовжувати розробляти, уточнювати, необхідно працювати на молекулярному й генетичному рівнях. Гадаю, культивування тканин, їхнє вирощування, можливо, вирощування цілих органів — це майбутнє молодих людей, котрих так багато тут, на цій конференції.

— А чи правда, що можна збільшити тривалість життя людини, коли понизити температуру її тіла на 5 градусів?

— Навряд чи. А головне — яким чином увесь час підтримуватиметься ця температура тіла?

Наступне запитання адресовано учаснику конференції, професору, директору Інституту медичних досліджень (Великобританія):

— Містере Грін, ви приїжджаєте до Харкова багато років поспіль.

— Я приїжджаю в Харків щороку по кілька разів, бо керую тут міжнародною кафедрою кріобіології ЮНЕСКО. А найголовніше — мені тут дуже подобаються люди. Ваші молоді вчені надзвичайно талановиті й можуть бути дуже успішними в науці, проте їхні ідеї не завжди реалізуються через проблеми фінансування науки в Україні. Ми маємо можливість запрошувати ваших молодих учених приїжджати до нас на стажування, на практику, аби вони вносили свій вклад у світову науку. Це важливо як для нас, так і для вас. Нині ми також використовуємо систему навчання через Інтернет. Завдяки цьому студенти-аспіранти з різних країн можуть навчатися того, чого не можуть отримати в себе вдома. Приміром, «бути присутні» під час експериментів або на дуже серйозних операціях. Сподіваюся, таку програму навчання буде впроваджено й у Харкові.

— Коліне, на початку конференції ви заявили, що кафедра ЮНЕСКО встановила для молодих учених спеціальну премію імені Лідії Кравченко. У нас це ім’я широко не відоме...

— Лідія Петрівна Кравченко була біохіміком, співробітником Інституту проблем кріобіології та кріомедицини. Протягом кількох років вона працювала в рамках спільного гранта з Баррі Фуллером за темою — кріоконсервація клітин і тканин для трансплантації. Уперше Лідія Петрівна приїжджала до Лондона 1990 року. Тоді вона була першою людиною, котра зацікавилася такою тематикою. Дуже талановитий учений, вона вміла бачити перспективу. Науковий обмін, встановлений нині між кріобіологами Харкова й Англії, багато в чому був зумовлений саме тим, що Лідія Кравченко вміла добирати здібних молодих людей, котрі приїжджали до нашого інституту, багато чого там навчалися, потім поверталися додому та вносили свій вклад у роботу Інституту проблем кріобіології та кріомедицини. Харків’яни можуть пишатися своєю талановитою землячкою.

— Валентине Івановичу, які питання можуть бути порушені на наступній конференції, 2006 року? — на завершення запитую академіка В.Грищенка.

— Таких питань дуже багато — вивчення стовбурних клітин ще далеко не закінчено. Чому в одних випадках після їхнього використання хвороба відступає, а в інших — ні? Який шлях проходить клітина в організмі пацієнта після введення та де засновує свою колонію? Що відбуватиметься з нею через 10 і 50 років функціонування в організмі? Відповіді на ці запитання медики наразі не знають. Одне з головних завдань сьогодні — з’ясування глибинного механізму дії цих клітин. Поза сумнівом, тканинна та клітинна терапія таїть величезні можливості, але цей метод лікування перебуває на самісінькому початку свого розвитку. Я не беруся передбачити його точне місце в медицині майбутнього, можу лише впевнено сказати: воно буде дуже значним. Виходячи з цих позицій, не можна допустити, аби українська наука втратила нинішню лідируючу роль за багатьма напрямами в цій галузі.