Институт физиологии НАН РБ разрабатывает метод по восстановлению повреждений мозга при помощи «специально обученных» нейронов, полученных из стволовых клеток
Проникнуть в неразгаданные тайны работы мозга — задача, которую собирается форсировать мировая наука в ближайшее десятилетие. Приоритет обозначен по обе стороны океана. ЕС выделил супергрант в 1,19 млрд. евро на проект «Мозг человека». Администрация США одобрила программу стоимостью более 100 миллионов долларов по составлению карты головного мозга, детализированной до нейронов. Журнал Science включил в десятку главных научных завоеваний 2013–го технологию Clarity, способную сделать ткани мозга прозрачными, оставив видимыми нервные клетки.
А в топ–10 достижений нашей науки, составленный в НАН Беларуси в начале года, вошел метод, вселяющий надежду на восстановление повреждений мозга при помощи специально обученных нейронов. Звучит, как фантастика. Как скоро такой подход станет реальностью, корреспонденты «СБ» выясняли в Институте физиологии НАН.
От нарушений функций мозга не застрахован никто. Взять хотя бы последние нашумевшие истории с неудачно упавшим на горном склоне Михаэлем Шумахером и пострадавшей в аварии дочкой Андрона Кончаловского Машей.
Травмы, кровоизлияния, абсцессы, опухоли ведут к разрушению участка мозга, гибели нейронов и потере функций, за контроль которых отвечали пострадавшие клетки. Конечно, с течением времени организм за счет своих ресурсов пытается восстановить утраченное, но процесс этот крайне медленный, а порой и вовсе бесперспективный.
Идея наших ученых — а в работе над этой темой по государственной научной программе «Конвергенция» объединены усилия нейрохирургов РНПЦ неврологии и нейрохирургии, биофизиков БГУ, нейрофизиологов Института физиологии — привнести в разрушенный участок новые нейроны или нейронные сети извне, чтобы они обеспечили контакт с оставшимися неповрежденными клетками, ускорив процесс выздоровления.
Заместитель директора по научной работе Института физиологии, профессор Владимир Кульчицкий поясняет, что в мозге доминирует объемное представительство функций — если заполнить недостаток нейронов в конкретной области, эти клетки и будут отвечать за задачи, возложенные на данный участок:
«Но так как нервные клетки в отличие от других выполняют более сложную работу, они ответственны за принятие решений, недостаточно их просто пересадить. Их надо обучить работать в нужном ритме».
Вопрос, как это сделать. Передать сигнал с помощью электродов уже пересаженным клеткам? Такие опыты в мире ведутся, но так можно воздействовать лишь на несколько десятков нейронов, а не на тысячи и более, которые нужны для образования нейронной сети.
Владимир Кульчицкий обращает внимание также на то, что «взрослые» нейроны пересаживать невозможно, они очень чувствительны к недостатку кислорода. Поэтому наши исследователи и решили работать именно со стволовыми клетками, выделенными из жировой ткани самого пациента, что позволяет избежать их отторжения в дальнейшем.
Пока эксперименты проводились на крысах.
Как известно, из стволовой клетки может вырасти любая специализированная. Трансформироваться во что–то определенное ей помогают ростовые факторы. В Институте физиологии подбирают эти, весьма недешевые, препараты так, чтобы клетки формировались в нейроноподобном направлении.
Выращивают будущие нейроны на специально разработанном для этой цели планарном сенсоре. Уникальное в своем роде устройство было создано совместно с сотрудниками кафедры биофизики БГУ, которой руководит академик Сергей Черенкевич, и уже запатентовано.
В этом своеобразном «инкубаторе», где поддерживается определенный уровень кислорода и СО2, в течение 8 — 10 дней популяцию клеток не только растят, но и одновременно учат работать в нужном ритме, раздражая при помощи электродов планарного сенсора.
«Совместно с биофизиками из БГУ мы протестировали довольно много вариантов ритмов и остановились на тета–ритме — 4 — 5 Гц, при котором удалось сформировать разветвленную нейронную сеть и сократить время процесса, что позволяет экономить дорогостоящие ростовые факторы», — знакомит с деталями Владимир Кульчицкий. На следующем этапе «тренированные клетки» имплантировали в мозг животного, у которого был разрушен один из участков.
В итоге функции — двигательная активность, сила в конечностях — восстанавливались на несколько дней раньше, чем у контрольной группы. Это существенный показатель, ведь само восстановление у животных идет гораздо быстрее, чем у человека.
И тем не менее пока вопросов, как эту методику применять на людях, хватает. Теоретически выращенную на планарном сенсоре нейронную сеть надо пытаться совместить с разрушенным участком мозга. Практически же это сложнейшая задача, которую пока не решили нигде в мире.
Однако пока изыскания идут, уже готовые наработки, уверены исследователи, можно применять на практике, используя более простой и абсолютно новаторский подход.
Недавно было доказано, что стволовые клетки — а они содержатся во многих тканях, в том числе и в слизистой оболочке носа — способны сами мигрировать по обонятельному нерву (да и другим, «выходящим» из черепа) в тот участок мозга, где появилась проблема.
Подобным эффектом и объясняются те вроде бы необъяснимые случаи восстановления функций человеком, долгое время пролежавшим в коме. Однако процесс этот очень медленный, клеток–помощников в зону бедствия попадает слишком мало.
Профессор Кульчицкий удивляет: «Мы стараемся в экспериментах помочь организму сократить этот срок. Если на периферии черепно–мозговых нервов каждый день делать инъекции уже выращенных и обученных нами нейроноподобных стволовых клеток, они будут сами перемещаться в нужную область мозга и встраиваться в сеть нейронов.
Эксперимент на животных показал, что это возможно. Так мы увеличиваем потенциал, данный природой, без сложных операций ускоряем восстановление. Сама процедура имплантации клеток элементарна — обычная инъекция, например, под слизистую оболочку носа. Это наш приоритет. Такого еще никто не делал».
Соавторы технологии — сотрудники РНПЦ неврологии и нейрохирургии. Сейчас на рассмотрении в Госкомитете по науке и технологиям находится проект, предусматривающий начало апробации «инъекционного» метода на добровольцах, которыми смогут стать пациенты РНПЦ.
Переход от экспериментального этапа к практическому может произойти уже в этом году.
Кстати Интерес к изучению мозга в мире подогревают не только растущая продолжительность жизни и все более частые случаи возникновения неврологических заболеваний, в том числе инсультов, гиперкинезов, болезни Альцгеймера. Свою лепту вносит интеграция наук. Ведь объединенные усилия физиков, химиков, нанотехнологов, биологов, нейрофизиологов, медиков быстрее дают конкретные результаты.
Советская Белоруссия №29 (24412). Пятница, 14 февраля 2014 года. Автор публикации: Юлия ВАСИЛИШИНА
Неврологи в Минске
Найдено 3 врачей (отображаются 1 - 3)
врач первой категории, стаж работы с 2002 г.
врач высшей категории
-
Медицинский центр «Альфамед», проспект Независимости 85
(8017) 292-57-04
врач первой категории
-
432-й военный госпиталь в Минске, Проспект Машерова 26, Минск
Дежурный по 432 ГВКМЦ 284-34-96
Перспектива с инсультом и заменой сердечного клапана исчезла сразу после осмотра у главного врача Холомерской сельской больницы
По воле судьбы я встретился с Виктором Колобаевым, оказавшись в одной палате Холомерской сельской больницы Городокского района. Разговорились. И поняли, что одна дорога привела нас под крышу этого медучреждения. Правда, у Виктора была боль в позвоночнике, а у меня – в коленном суставе.
Колобаев работал на Витебской бройлерной фабрике энергетиком. Однажды он почувствовал, что задыхается. «Скорая» доставила его в Рубовскую больницу. Там определили порок сердца. Встал вопрос о возможной замене клапана. Спустя некоторое время Виктора перевели в областной диагностический центр. Врачи установили: межпозвоночные диски зажимают нерв, что, в свою очередь, влияет на сердечную деятельность. Рекомендовано было носить корсет. По словам Колобаева, «бушлат» приходилось снимать только перед сном. Но заметного эффекта это не давало. Постоянная боль, а порой удушье и обмороки, заставили Виктора то и дело обращаться к докторам. Во второй городской больнице Витебска тогда ему «открытым текстом» сказали: «Позвоночник неисправим, ждите инсульта».
Я мог бы не поверить Колобаеву, если бы не имел своего опыта лечения в городе. Задолго до встречи с Виктором, я чувствовал колики в пояснице. Определить причину недуга в Витебской поликлинике по месту жительства не удалось. Пришлось воспользоваться услугами тогдашнего платного медицинского кооператива «Гиппократ» в областном центре. Там была сверхмодная по тем временам иридодиагностика (болезни, существующие и даже будущие, эскулапы выискивали, вглядываясь в роговицу глаза). Общение с кооператорами было недолгим: за немалую сумму я узнал, что в моём организме «букет» хворей, а откровение терапевта чуть не повергли меня в шок. Дама в белом, взяв мою ладонь, в свои руки, минут пять что-то шептала, записала год рождения, а потом с металлом в голосе произнесла: «Вы проживёте 72 года». Тогда мне ещё и пятидесяти не было. Вероятно, поэтому «звонок» я пропустил мимо ушей. Но со временем нет-нет, да и вспоминаю о нём. Названные иридологами болезни не подтвердились. Пока живу без них. Но колики в правом боку все же иногда появлялись. Об этом чуть позже. Одно радует: «кормушку» шарлатанов-кооператоров вскоре прикрыли. Не исключено, что они трудоустроились в медгосучреждениях. Тогда быть беде.
Кстати, у Колобаева, навязанная ему перспектива с инсультом и даже заменой сердечного клапана, исчезла сразу же после того, как страдалец побывал на осмотре у главного врача Холомерской сельской больницы.
– Все недуги – от патологии в грудном отделе позвоночника, – определил Михаил Самарин. Колобаев, «закованный в бушлат», вновь прибыл на приём к своему спасителю. Уже после двух сеансов мануальной терапии Виктор стал дышать полной грудью. А спустя семь дней уехал домой с корсетом… в сумке! И без болей в сердце! В этот же день выписался из Холомерской больницы и я. А попал сюда от отчаяния: почти полгода ходил с тростью, не мог ступить на ногу. До этого лечился около трёх месяцев в поликлинике и в одной из больниц областного центра. Но боль не проходила. Рентгеновские снимки колена «высвечивали» диагноз: деформирующий остеоартроз второй степени. Для уточнения диагноза необходимо было произвести биохимическое исследование крови. Кровь из вены взяли, а результаты анализа остались неизвестными. Якобы из-за отсутствия в лаборатории нужных реактивов.
После выписки, в том же состоянии, что и до лечения, я отправился в Холомерье. Уже через три дня моя трость стояла в углу. Помогли умелые руки Самарина и особый набор медикаментов. Врач сразу понял, что у меня, и знал, как это лечить. Сельскому врачу, в отличие от - городского, приходится самостоятельно специализироваться по всем медицинским направлениям. Проработав на селе, можно сказать, всю жизнь, М. Самарин стал «мастером на все руки» – в буквальном смысле этого слова.
Рассказывая о своём исцелении, я не открываю Америку. О Самарине и его медицинской «компании» писали уже и областные, и центральные газеты, показывали по телевидению. Минздрав, в свою очередь, рекомендовал сельской медицине Беларуси перенять опыт Холомерской больницы, которая пошла по пути гостиничного самофинансирования: при ней есть мини-ферма, несколько десятков га земли, где выращиваются овощи, фрукты. Молока и других продуктов хватает и больным, и на продажу школе и местным жителям. Урожай зернового клина убирают своим комбайном, да и для других полевых работ есть собственная техника.