Роль клеточной инженерии в медицине

Анастасия Удилова:

В эфире передача «Медицина будущего». Тема сегодняшней передачи «Роль клеточной инженерии в медицине». Ведущие передачи Олег Дружбинский и я, Анастасия Удилова. У нас в гостях Екатерина Воротеляк, доктор биологических наук, член-корреспондент Российской академии наук, заведующая лабораторией клеточной биологии Института биологии развития им. Кольцова, заведующая отделом регенеративной медицины РНИМУ им. Пирогова, профессор кафедры клеточной биологии и гистологии биофака МГУ им. Ломоносова. Вот такой у нас замечательный гость, гостья, с большим количеством регалий.

Олег Дружбинский:

Екатерина Андреевна! Очень приятно, что вы к нам пришли. Мы надеемся, что вы нам сегодня откроете тайны современной науки. Скажите, насколько я знаю из курса школьной программы, клетка сама по себе регенерирует, правда? 

Екатерина Воротеляк:

Не всегда. В большинстве случаев при повреждении клетка умирает, запуская процесс смерти, программируя апоптоз или умирая некрозом. На самом деле, регенерируют ткани. 

Олег Дружбинский:

Хорошо, ткани. И вы эти ткани регенерируете на научной основе? 

Екатерина Воротеляк:

Стараемся, пытаемся, стремимся к этому. 

Олег Дружбинский:

Вы их регенерируете отдельно от человека, то есть, берёте и где-то их выращиваете?

Екатерина Воротеляк:

В нашей работе – да. В принципе, существуют подходы стимуляции регенерации непосредственно в человеке. Но мы занимаемся тем, что выращиваем органы, точнее, ткани в пробирке, in vitro. 

Анастасия Удилова:

Что значит «выращиваем клетки»? Вы говорите, что «я сегодня занимаюсь выращиванием». Что подразумевает под собой, что это за процесс?

Екатерина Воротеляк:

Говоря просто, это умножение их количества. Размножение клеток. Однако, конечно, не всё так просто. Нельзя упрощать просто до увеличения числа клеток. На самом деле, в процессе культивирования происходят самые разные важные превращения с клетками. Если мы берём клетки какой-то специализированной ткани, то мы заставляем их выходить из покоя, размножаться. Если мы берём клетки полипотентные, то есть приближённые к стволовым, прогениторные клетки, то мы их сначала заставляем размножаться, а потом производим, так называемый, процесс дифференцирования, превращаем их в целевые KREC-клетки. 

Олег Дружбинский:

Екатерина Андреевна, я хотел сразу перейти к практическим вопросам, которые очень беспокоят аудиторию обычных людей. Допустим, в автоаварии мне отрезало кусочек уха. Вы можете, например, взять и дорастить мне ухо, сейчас это уже возможно?

Екатерина Воротеляк:

Сейчас кусочек уха вполне можно дорастить, потому что кусочек уха состоит из небольшого количества хрящевой ткани и небольшого количества кожи, все эти ткани в пробирке можно вырастить. Мы можем взять у вас оставшийся кусочек или кусочек с другого уха, и из полученной биопсии, так называемой, то есть небольшого фрагмента ткани, нарастив его в пробирке, восстановить структуру уха. 

Олег Дружбинский:

Ухо вырастет, и вы обратно можете пришить.

Анастасия Удилова:

Пластические хирурги пришьют.

Екатерина Воротеляк:

Давайте, скажем осторожно: кусочек уха. Хотя в мировой литературе существуют публикации и даже картинки полноценного уха, лежащего в чашке Петри. Однако, это, скорее, эксклюзивное изделие, эксклюзивный случай, и сказать, что восстановление ушей поставлено на поток, нельзя. Тем не менее, все предпосылки имеются. 

Олег Дружбинский:

Клетки именно форму уха принимают или их надо подравнивать? 

Екатерина Воротеляк:

Очень хороший вопрос, потому что любой орган состоит из разных типов клеток. Разные типы клеток особым образом ранжированы, то есть они формируют определённые пространственные структуры. Безусловно, для того чтобы воспроизвести структуру, существуют определённые подходы. Вообще, клетки имеют такую замечательную способность, как самоорганизация. Некоторые ткани возможно восстановить в культуре, например, примитивную кожу, так скажем, зачатки кожи путём самоорганизации. То есть клетки сами друг друга находят, восстанавливают структуру. В ухе, безусловно, хрящевая ткань должна быть определённым образом взаиморасположена с кожей. Для этого использует некие матрицы, некоторые шаблоны, в которых клетки должны располагаться, расти, им придают определённую форму. Затем, например, когда сформировалась форма хряща, её можно обрастить кожей, клетками кожи по этой матрице, и таким образом вырастить кусочек уха. 

Олег Дружбинский:

Фантастика! Голова профессора Доуэля, о которой писали почти 100 лет назад, что называется, приобретает черты. Давайте, вы начнёте раскрывать секреты. Как вы воздействуете на клетку так, что она вдруг становится… Что вы делаете?

Екатерина Воротеляк:

Всё зависит от того, какая клетка попадает к нам в пробирку, в нашу культуру. Взрослый человек, к сожалению, содержит очень мало регенеративных резервов. 

Анастасия Удилова:

Расскажите, пожалуйста, где эти резервы?

Екатерина Воротеляк:

Может быть, тогда мы произнесём волшебное слово «стволовые клетки». Этот термин, с одной стороны, овеян ореолом таинственности: клетки, которые всё могут, спасут нас, придадут нам долголетие, вылечат от всех болезней, и вообще всё восстановят. С другой стороны, люди свободно употребляют этот термин применительно к совершенно разным типам клеток, которые вообще не имеют отношения к стволовым. С третьей стороны, вообще этот термин употребляется абсолютно бездумно, неправильно и совершенно без понимания того, что представляют собой стволовые клетки. Стволовые клетки бывают разные. Они могут быть суперстволовые клетки, плюрипотентные клетки ― это клетки, которые могут всё. Из них можно вырастить любую ткань нашего организма. 

Олег Дружбинский:

Включая ухо. 

Екатерина Воротеляк:

Ухо - это орган. У нас в организме свыше 200 типов именно тканей. Эти клетки могут превратиться, их можно размножать, потом на них можно подействовать разными факторами, о которых мы позже скажем, они превратятся в любую ткань по вашему желанию. Но таких клеток у нас нет. Они появляются в эмбриональном развитии, очень рано, на 4-5 день эмбрионального развития после оплодотворения, содержится в небольшом количестве, их в эмбрионе два десятка клеток. Затем они с неизбежностью начинают превращаться уже в клетки взрослого организма. Можно эти клетки выделить в культуру и остановить время. То есть размножить их, увеличить их число, и мы получим огромное количество клеток, которые способны на все. Однако, тут есть один нюанс: при этом мы убиваем эмбрион. Это очень серьёзное этическое препятствие.

Эти клетки называются эмбриональными стволовыми, из которых можно получить всё. Существовало множество запретов на работу с ними, что понятно. В общем, ситуация казалась безвыходной до тех пор, пока японский учёный под фамилией Яманака не обнаружил, что если любую клетку нашего организма обработать, ввести в неё 4 определённых гена, точнее – активировать их работу, даже не обязательно активировать, то это клетка омолаживается, она превращается в стволовую. Таким образом появилась возможность аутологично, у собственного пациента взять любую клетку – фибробласты кожи, всё, что угодно, любую биопсию – и получить из неё те самые волшебные бессмертные, в принципе, патентные клетки.

У взрослого человека мы можем взять только тканеспецифичные стволовые клетки. Без всяких генетических манипуляций, которые возвращают нас в эмбриональное состояние, мы можем взять только тканеспецифические. Это что значит? Все знают про пересадку костного мозга, кроветворение, это кроветворная стволовая клетка. Она может дать только клетки крови. Мы можем взять мышечную стволовую клетку ― она даст только клетки мышцы. 

Анастасия Удилова:

Она унипотентная, как правило?

Екатерина Воротеляк:

Она может быть полипотентная, потому что клетки крови очень разнообразные. Гемопоэтическая клетка даёт разные гемопоэтические ростки, тогда она называется полипотентная, в отличие от плюрипотентной ― той самой, молодой. Есть унипотентные, вы совершенно правы, это мышечные. От того, с какой клеткой мы имеем дело, зависит, как мы будем на неё воздействовать, что мы будем с ней делать для того, чтобы она превратилась во что-то. 

Олег Дружбинский:

Я хотел, как раз, это узнать. Как вы колдуете (извините за термин)? Ведь, что-то с чем-то связано? 

Екатерина Воротеляк:

Да, безусловно. Клетка имеет способы коммуникации с окружающим миром. Она живёт у нас в организме, в контексте, она постоянно разговаривает с соседями. Клетка, которая перестаёт разговаривать с соседями, либо умирает, либо превращается в раковую опухоль. Она прекращает контроль, обрывает контроль со стороны клеточного социума, архитектура ткани нарушается, она начинает эгоистично пролиферировать. 

Анастасия Удилова:

Размножаться, бесконтрольно расти. 

Екатерина Воротеляк:

Да. 

Олег Дружбинский:

В каком-то смысле клетка-шизофреник, сбежавшая от социума. 

Екатерина Воротеляк:

Безусловно, то есть социопат. Все нормальные клетки, «приличные», находятся в контексте. У них есть органы чувств, как у нас есть уши, которые улавливают слова, есть глаза, которые воспринимают информацию. Какие у нас есть органы чувств, такие и у клетки есть органы чувств. Это рецепторы. Она взаимодействует со другими клетками путём ловли растворимых молекул, которые ей посылают соседние клетки. Но мы эти молекулы можем искусственно добавить в среду, в культуральную жидкость, и таким образом клетка понимает, что нужно предпринять те или другие шаги. Для того чтобы узнать, какие молекулы нужно добавить в культуральную среду, учёные потратили предыдущие 100 лет. 

Анастасия Удилова:

То есть вы создаете некую определённую окружающую среду, клетка под неё подстраивается и идет в направлении определённого дифференцирования. 

Екатерина Воротеляк:

Она отвечает, совершенно верно. 

Олег Дружбинский:

Скажите, такую клетку-социопата вы «разговорить» можете, или это не ваша задача?

Екатерина Воротеляк:

Это не наша задача. В принципе, были идеи, что такую клетку можно снова превратить в нормальную клетку, но они не увенчались успехом. Ее нужно уже отстреливать. 

Олег Дружбинский:

Хорошо, продолжаем разговор. Так что, вы какое-то количество ткани кладёте в чашку Петри или другую посуду и воздействуете на неё определённой жидкостью. Вы, как в классическом научном фильме, проводите 10.000 экспериментов подряд, записываете, каждый раз пытаетесь найти закономерность, примерно так происходит. Но, к чему-то вы уже пришли? Вы сказали, что 100 лет это всё делали, и теперь мы можем уже воспользоваться результатами экспериментов. 

Екатерина Воротеляк:

Я должна сначала сказать, что, когда регенеративная медицина, так мы её называем, клеточная инженерия, тканевая инженерия стала развиваться всё быстрее и быстрее, ускорилась, так скажем, у человечества в общем смысле появились огромные надежды на неё. Казалось, что ещё чуть-чуть, и мы сконструируем вообще человека. Все запасные части человека будут выращены. Но, как всегда, природа оказалась сложнее, жизнь оказалась грустнее, и вырастить мы смогли пока что только очень простые отдельные ткани. Все началось с пересадки костного мозга, но это не в прямом смысле клеточная инженерия, тканевая инженерия, потому что это просто пересадка клеток. Вы берете клетки у одного человека, пересаживаете другому без размножения, это не относится к клеточной инженерии.

Следующей тканью была кожа. Кожа расположена снаружи, легко брать биопсию, легко удалить, если что-то пошло не так. Впервые клетки кожи начали культивировать в 1975-м году. Наверное, прошло 20 лет, прежде чем в США была зарегистрирована первая коммерческая фирма, которая производит кожные эквиваленты на основе культивированных клеток для лечения, прежде всего, длительно незаживающих ран, диабетических ран и в меньшей степени – ожогов. Фирма очень быстро разорилась, потому что производство дорогостоящее, компоненты дорогостоящие. Но потом переформатировалась и потихонечку, потихонечку в новом формате параллельно развивались новые среды, параллельного множились компании по производству пластика, цвета и так далее, потому что вообще биотехнология развивалась. В конце концов, настал момент, когда FDA,– это организация в Америке, которая всё утверждает о применении лекарств,– утвердила эти трансплантаты. Сейчас уже пролечено большое количество, несколько сот тысяч пациентов трансплантатами, кожные трансплантаты производятся на постоянной основе, так скажем. 

Олег Дружбинский:

У пациента берётся часть кожи, выращивается, потом ему пересаживается? 

Екатерина Воротеляк:

Не всегда. 

Анастасия Удилова:

Из чего, всё-таки, делают? Из стволовых клеток или своей клетки?

Екатерина Воротеляк:

Опять, здесь стволовые клетки совершенно не нужны. 

Олег Дружбинский:

Потому что кожа ― самая простая из человеческих тканей? 

Екатерина Воротеляк:

Кожа у нас постоянно обновляется. Мы теряем в год килограмм кожи. Она у нас постоянно слущивается. Она возобновляется за счёт чего? За счёт того, что на базальном слое глубоко, где-то в дерме, сидят стволовые эпидермальные клетки, стволовые клетки эпидермиса кожи, верхнего слоя кожи. Поэтому её легко выращивать, она обладает, как мы говорим, высоким регенеративным потенциалом. 

Анастасия Удилова:

По времени насколько длительный процесс?

Екатерина Воротеляк:

Зависит от количества, от объема биопсии и от того, какие среды вы применяете. Если в аутологичном варианте, если брать от пациента, то требуется порядка 2-3 недель на размножение для получения достаточно внушительных объёмов, приличного лоскута. Но фирма, которая занимается производством этих трансплантатов, не использует аутологичную кожу, они используют аллогены. 

Олег Дружбинский:

Аутологичная ― это...

Екатерина Воротеляк:

Собственная. Они используют чужую, донорскую, аллотрансплантаты, аллогенный трансплантат. Как вы понимаете, обеспечить ритмичную работу цеха по производству,– а это действительно цех, биоинженерный цех,– на аутологичном материале очень сложно. Кроме того, как правило, все пациенты либо возрастные, у них регенеративный потенциал уже, к сожалению, снижен, либо ожоговые пациенты, у них вообще токсическая болезнь, то есть клетки плохо растут. 

Олег Дружбинский:

Чужая кожа разве также хорошо приживается, как своя?

Екатерина Воротеляк:

С кожей есть нюанс. Во-первых, длительно незаживающие раны ― это наиболее правильное показание для применения аллотрансплантатов. Но, вопрос: почему возникает длительно незаживающая рана? Там нарушен, разбалансирован процесс эпителизации и регенерации, собственных сил не хватает. Обычно эти раны не очень большие, не обширные, но глубокие, они постоянно, снова и снова раскрываются. Значит, там что-то нарушено. Аллогенный трансплантат нормализует процесс раневого заживления, потому что это тоже клетки кожи, это источник правильных факторов для окружающих собственных клеток. Он позволяет нарастить некоторую базальную мембрану, некоторые рельсы, по которым мигрируют клетки эпидермиса. Таким образом, он резко смещает процесс ранозаживления.

Что касается ожоговых больных, то в некоторых случаях используют донорскую кожу, хранённую кожу. Но, при обширном ожоге первое, от чего погибает пациент ― это дегидратация (обезвоживание) и бактериальная инфекция. Если вы обеспечиваете временное закрытие раны, пока, например, выращивается аллогенный трансплантат, или пока заживают неглубокие места ожогов, то таким образом вы спасаете пациента. 

Анастасия Удилова:

А как вопрос с иммуносовместимостью? Ведь, это чужеродная ткань, она может отторгаться.

Екатерина Воротеляк:

Что касается кожи, то культивированные клетки кожи отторгаются медленнее. На это существуют разные объяснения, но, как мне кажется, ни одно из них не является удовлетворительным, поэтому я не буду озвучивать. По каким-то причинам они медленнее отторгаются, чем другие ткани или органы. 

Олег Дружбинский:

Про кожу вы прекрасно рассказали, привели несколько примеров американских компаний. Как у нас в стране с этим, мы сильно отстаём? Извините за прямой вопрос, но постарайтесь ответить честно. 

Екатерина Воротеляк:

Я хочу сказать честно, что у нас в стране достаточно хорошая школа клеточной биологии, несмотря на то, что в 1950-е годы прошлого века она подверглась ужасным нападкам, понесла большие потери среди людей, которые в то время занимались хромосомами. Многие клеточные биологи занимались генетическим аппаратом, хромосомами, но со всеми вытекающими оттуда последствиями. Тем не менее, клеточная биология у нас сохранилась. Она имеет хорошую историю, потенциал. В частности, у нас хорошо развиваются технологии клеточной инженерии. Конечно, мы отстаём, безусловно, мы отстаём. 

Олег Дружбинский:

5-10-20 лет, 3 года? 

Екатерина Воротеляк:

Я сказала, что в 1990-е годы была основана компания, FDA, в конце концов, разрешило применение. Но у нас закон о биомедицинских клеточных продуктах, который открывает возможность для применения продуктов, основанных на выращенных клетках, вступил в силу в прошлом году. 

Олег Дружбинский:

Но это прекрасно! Нас можно поздравить с тем, что у нас этот закон вступил в силу! Он открывает ворота, и хоть и прошло 25 лет. 

Екатерина Воротеляк:

С одной стороны – да, он открывает ворота, а с другой стороны, он приоткрывает калитку для всякого рода нелегальных, плохо изученных манипуляций, безответственных манипуляций, которые могут нанести существенный вред здоровью. Всё-таки, контроль есть контроль. 

Мы сейчас осуществляем проект по строительству производства тех самых кожных эквивалентов при поддержке Министерства науки и высшего образования, у нас есть гранты от него. Мы разворачиваем высокотехнологичное производство кожи. 

Олег Дружбинский:

Теперь мы, наверное, можем все поменять себе кожу и помолодеть лет на 20–25? 

Екатерина Воротеляк:

Не советую, честно говоря. 

Олег Дружбинский:

Правда? Кстати, хотел вас спросить. Все наверняка помнят прекрасный пример с Майклом Джексоном, который был темнокожим, а потом исполнил вечную мечту негров и стал белым. Поменял себе кожу. Говорят, что всё закончилось не очень?

Екатерина Воротеляк:

Я не в курсе, что точно произошло с Майклом Джексоном, но кожа, вообще, самый большой орган нашего организма и по весу, и по площади. Конечно, менять его целиком очень рискованно. Что касается омоложения, я бы сказала, что вместе с омоложением это может принести и определённые проблемы со здоровьем. С одной стороны, если вы омолаживаете свою собственную кожу, то истощаете пул клеток, которые ещё бы 20 лет вам регенерировали кожу. Поэтому, если уж и заниматься омоложением, то омолаживать не верхний слой, а дерму, более глубокий слой, который питает верхний слой. Так, в принципе, можно. 

Анастасия Удилова:

Кроме кожи, относительно каких ещё органов и тканей у вас есть успехи? 

Екатерина Воротеляк:

У нас есть ещё несколько проектов, которые касаются хрящевой ткани, костной ткани. Мы также занимаемся реконструкцией волоса, волосяного фолликула, потому что проблема облысения тоже волнует очень многих людей. У нас очень большой проект по инсулинпродуцирующим клеткам в сотрудничестве с РНИМУ имени Пирогова. Все эти проекты находятся, конечно, на стадии лабораторных исследований, но мы стремимся в сторону. 

Анастасия Удилова:

Поджелудочную железу вы пока ещё не вырастили? 

Екатерина Воротеляк:

Это не будет поджелудочная железа, это будет некоторый пул, некоторая популяция клеток, которые синтезируют инсулин. 

Олег Дружбинский:

Таким образом можно снять проблему диабетиков вообще? 

Екатерина Воротеляк:

Давайте, мы сейчас не будем громогласно заявлять, что мы снимем проблему диабетиков. Кроме нас, в мире работает огромное количество научных групп, исследовательских групп, которые пытаются сделать то же самое. Они делают это, в основном, из тех самых индуцированных плюрипотентных клеток. Есть множество препятствий, в том числе угроза того, что эти индуцированные плюрипотентные клетки станут социопатами, потому что у них есть к тому большие предрасположенности. Их нужно очень тщательно сортировать, отбирать, селектировать. 

Анастасия Удилова:

То есть, подсаженная новая стволовая клетка может запустить онкопроцесс. 

Екатерина Воротеляк:

Да. Для того чтобы этого не случилось, стволовые клетки пересаживать вообще нельзя. Пересаживают уже полученные из них дифференцированные клетки. 

Анастасия Удилова:

Но у них тоже сохраняется активность?

Екатерина Воротеляк:

Нет, если они дифференцированные, то нет. Но тут самое главное - выбрать, отселектировать. Понимаете, каковы бы ни были тонкие инструменты отбора клеток, сортировки клеток, всегда есть вероятность, что одна на миллион проскочит. 

Анастасия Удилова:

Какие механизмы отбора, как вы определяете, по каким критериям? 

Екатерина Воротеляк:

По лицу, фенотипу. Как у человека есть фенотип ― то, как он выглядит внешне, так и у клетки есть молекулярный фенотип. Как только она дифференцируется, она выставляет на поверхности или начинает внутри себя синтезировать определённые белки. Тут, например, инсулин ― точный признак фенотипа дифференцированной клетки. Другое дело, что наши приборы, даже самые современные, могут допустить некоторую погрешность, и в нашу пробирку, которая предназначена пациенту, случайно одна клетка, которая не синтезирует инсулин, проскочит. Такая вероятность всегда существует. Поэтому есть большая насторожённость. Однако, техника не стоит на месте, безусловно. В конце концов, найдётся способ совершенно точно селектировать эти клетки.

Но, с другой стороны, пересаживать непосредственно поджелудочную железу - дело очень рискованное, как правило, это приводит к некрозу поджелудочной железы, поэтому все идут по пути автономного инсулинпродуцирующего органа. Грубо говоря, под кожу зашивается специальная капсула, в которую помещаются инсулинпродуцирующие клетки, и через мембрану (потому что капсула обшита полупроницаемой мембраной) инсулин поступает в кровь. Тут ещё другой важный момент, что эти клетки должны отвечать на уровень сахара в крови. То есть они должны быть социально ответственными, они должны участвовать в обратной связи. К сожалению, все эти приборчики, уже можно сказать – органы, страдают тем, что, во-первых, постепенно вокруг них образуется соединительно-тканная капсула. Это реакция на инородное тело. Клетки эти, в конце концов, тоже начинают погибать, потому что они очень плохо переносят период роста сосудов. К этому органу должен пройти сосуд, должна быть определённая иннервация. Поэтому там много очень нерешённых проблем. Тем не менее, исследовательские группы во всём мире движутся в этом направлении. А у нас немножко другой подход. Мы берём клетки из другого органа, из другой железы, и мы их воспитываем так, как мы с вами обсуждали, то есть помещаем их в определённый контекст, чтобы они начинали продуцировать инсулин. 

Олег Дружбинский:

Перед тем, как мы перейдём к другим органам, мне бы хотелось уточнить. Вы упомянули возможность возникновения онкологии. Ходит довольно много слухов, что, буквально, лет 10-15 назад известные артисты делали себе инъекции стволовых клеток. Кто-то чувствовал себя очень хорошо, а потом, буквально через несколько лет, начинались онкологические процессы. Вы слышали об этом или нет? 

Екатерина Воротеляк:

Конечно, я слышала. Опять же, вы произнесли «им транспортировали стволовые клетки». У меня вопрос: какие стволовые клетки, что это были за клетки? Или это были обычные фибробласты кожи, или брали эмбриональные стволовые клетки, или, может быть, даже фетальную ткань? Можно предположить всё что угодно, я не имею этой информации. 

Анастасия Удилова:

Сейчас это активно рекламируется, может быть, как раз, об этом идёт речь. В частных клиниках активно рекламируется получение своих собственных стволовых клеток из жировой ткани. Это реальная ситуация, то есть настолько легко их получить из жировой ткани?

Екатерина Воротеляк:

Из жировой ткани очень легко получить, но это стволовые клетки с определёнными оговорками. В жировой ткани содержатся стромальные мезенхимные клетки, которые, в принципе, в определённых условиях также можно дифференцировать в хрящеподобные, в костеподобные, и с большей вероятностью в жировые. Они обладают некоторыми свойствами стволовых клеток, но что с их помощью сделать и что с их помощью собираются регенерировать ― сказать сложно. Мне сложно представить, что они собираются регенерировать. 

Олег Дружбинский:

Но, тем не менее, онкологический процесс может запуститься?

Екатерина Воротеляк:

В данном случае, наверное, вероятность меньше, чем в случае использования плюрипотентных клеток. Плюрипотентные ― это клетки, аналогичные эмбриональным, тем зародышевым клеткам, которые получаются путём стимулирования четырёх генов. Из каждой клетки нашего организма можно получить такие плюрипотентные клетки. Будучи превращенными, они, как раз, несут некоторую опасность. Но тут, как говорится, дело техники, дело техники будущего, как мы научимся их вылавливать. 

Олег Дружбинский:

Про будущее и хочется поговорить. Екатерина Андреевна, скажите, пожалуйста, ведь пишут прогнозы, в том числе, и по вашему направлению, что можно регенерировать человеческие органы, потом их поменять. Я слышал, что пересаженная печень не всегда приживается, потому что чужая донорская печень, почки и остальные штуки. Самая главная проблема ― они не приживаются и отторгаются организмом, что, в общем, логично. Пересадить себе свою собственную печень, выращенную за месяц, было бы намного лучше, мне кажется? Скажите, что в этом направлении делается и сколько надо продержаться?

Екатерина Воротеляк:

Держаться надо ещё долго. Меньше пейте, что называется. На самом деле вы называли, так называемые, паренхимные органы. Они сложно устроены, прежде всего, богато васкуляризированы, то есть у них богатое кровоснабжение, они иннервированы соответствующим образом. Поэтому в данном случае представить сейчас, что мы уже готовы вырастить полноценную печень или почки, довольно сложно. Но, если бы я с вами разговаривала лет 5 назад, я бы была категорична. 

Олег Дружбинский:

Сказали бы, что это невозможно. 

Екатерина Воротеляк:

Невозможно, или вообще это дело далёкого будущего. Сейчас я бы так категорично не сказала, потому что, во-первых, у нас есть плюрипотентные клетки, и уже получены разные специализированные клетки почки, например. Уже получены мини-почки, то есть в пробирке воспроизведён эмбриональный процесс. Вы же понимаете, что каждый орган, он развивается из небольшой группы однородных на первый взгляд клеток. 

Олег Дружбинский:

Вы сказали «мини-почка». Это буквально несколько клеточек, но почечных?

Екатерина Воротеляк:

Это не несколько клеток, это некий орган, но очень маленький. Он меньше в несколько десятков раз, чем, например, человеческий. 

Олег Дружбинский:

Нужно, чтобы подрос. 

Екатерина Воротеляк:

Там встаёт проблема, опять же, как его питать, потому что там нужно сосуды подращивать и так далее. Но в почке, например, много разных типов очень высокоспециализированных клеток. С помощью воспроизведения процесса эмбрионального развития в пробирке все проблемы сложной организации, архитектуры можно, в принципе, решить. 

Анастасия Удилова:

Как вы стимулируете? Ведь, есть группа клеток, и одна из клеток идёт по пути развития такой ткани, другая такой, другая третьей.

Екатерина Воротеляк:

Это всё нам оставили прошлые 100 лет. В течение прошлых 100 лет эмбриологи посвятили несметное количество исследований тому, как развивается тот или иной орган, какой ген там включается, какие факторы влияют на развитие, что переключает клетку с одного пути на другой. Когда-то люди изучали, совершенно не понимая, как применять в практическом плане. Они представляли чисто умозрительно, что это наследственное заболевание, ещё что-то, но они не могли себе представить, что эти знания сейчас будут приложены совершенно в другом ключе. А сейчас их прикладное значение в том, что мы можем имитировать природу. Мы можем имитировать процессы, которые идут в эмбрионе. Управление самоорганизацией органа, морфогенез мы называем, морфогенез формирования формы органа с помощью искусственных воздействий даёт нам надежду на то, что мы когда-нибудь получим почку или печень. 

Олег Дружбинский:

То есть, раньше надежды не было, а теперь она появилась. Это большой прогрессивный шаг. 

Екатерина Воротеляк:

Это увеличивает нейрогенез. Всякая надежда и положительная эмоция способствует нейрогенезу, так что это тоже регенерация. 

Есть уже очевидные прорывы в регенерации полых органов: уретра. Уретра, небольшая трубочка, которую в некоторых случаях нужно восстанавливать. Есть врождённые заболевания, при которых она недостаточна. Но любая кожа, взятая с тела, характеризуется тем, что там растут волосы. Как правило, внутреннюю трубочку восстанавливают из кожи, взятой из крайней плоти полового члена. Если мы вырастим такую трубочку, то хирурги могут подшить её, такой опыт уже есть. Частично – мочевой пузырь. По мочевому пузырю хоть и есть публикации, но полноценный мочевой пузырь достаточно сложно вырастить, потому что там есть и мышечная ткань. Для мочевого пузыря главное ― уметь сокращаться, растягиваться, и в нужный момент сокращаться и растягиваться.

Анастасия Удилова:

Там сложный механизм иннервации. 

Екатерина Воротеляк:

Совершенно верно. Его сложно воспроизвести. Но заплатки можно поставить. 

Анастасия Удилова:

Я слышала о том, что была пересажена уретра, выращенная из клеток, взятых у кролика. Что вы скажете относительно забора клеток у животных? 

Екатерина Воротеляк:

Я не думаю, вы, может быть, немного недопоняли. Любое исследование, в том числе, вы знаете, исследуются лекарства на животных, то же самое с клетками. Сначала сама технология испытывается на животных. То, о чем вы говорите, это уретра кролика из клеток, взятых у него с уха, кожа тоже была использована. Это были доклинические пилотные исследования, когда был, так называемый, Proof of Principle, то есть доказательство принципа, что такое вообще, в принципе возможно. Конечно, у кролика никто не собирается брать клетки, ксенотрансплантации сейчас очень не приветствуются. Хотя, опять же, существуют планы выращивания донорских органов в свиньях. 

Анастасия Удилова:

А что мешает, почему, какие сложности?

Екатерина Воротеляк:

Риск передачи инфекции, во-первых, потому что после эпидемий птичьего гриппа, свиного гриппа, других инфекций, прионной инфекции, никто не уверен. 

Анастасия Удилова:

Что такое прионная? Через белки передаётся? 

Екатерина Воротеляк:

Да, передача через белки. Никто не уверен в том, что там нет ещё чего-нибудь, чего мы не умеем определять, и, чтобы застраховаться, пытаются всячески избежать вообще любых ксенокомпонентов. Потому что при выращивании клеток иногда используется, например, сыворотка крови животных, крупного рогатого скота,– от них пытаются отказываться. 

Олег Дружбинский:

О чем вы мечтаете, почему вы этим занимаетесь много лет? 

Екатерина Воротеляк:

Вообще, почему учёные занимаются наукой? Им интересно, любопытно, как всё устроено. Я начинала как исследователь, занималась исследованиями, больше расчленением, чем соединением, так скажем, потому что человеческой ум сначала членит, а потом уже интегрирует. Я надеюсь, что доживу до момента, когда наши научные изыскания будет легче претворять в практику, когда процесс не будет занимать столько усилий и времени. 

Олег Дружбинский:

Но, ведь каждый шаг, который вы делаете вперёд, приближает и приближает этот процесс, правильно? День, когда мы сможем себе все поменять. 

Екатерина Воротеляк:

Я надеюсь на это; по крайней мере, очень хочется. 

Олег Дружбинский:

Спасибо вам огромное! 

Екатерина Воротеляк:

Спасибо вам!

Анастасия Удилова:

Спасибо вам большое, было очень интересно! 

В гостях была Екатерина Воротеляк, доктор биологических наук, член-корреспондент Российской академии наук.