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
Донорство костного мозга и крови. Донорство стволовых клеток в Беларуси. 2200 белорусов отказались быть донорами. Банк плацентарной пуповинной крови. Как стать донором?
«СБ» уже писала об акции Римско–католической церкви в одном из гомельских костелов, где каждый прихожанин прямо в храме может заполнить специальный бланк на согласие стать донором после смерти («Церковь поддержала трансплантологов», номер за 11 февраля).
С юридической точки зрения подобные карточки не имеют никакой силы, ведь в Беларуси и так действует презумпция согласия. Это значит: если человек при жизни не написал отказ, то фактически дал добро. Но такой шаг церкви в первую очередь полезен для родных — они будут знать, какова была его последняя воля.
Между тем цифры говорят сами за себя. С образования единого республиканского регистра прошло чуть больше года, а список наотрез отказавшихся от донорства после смерти уже разросся до 2200 человек. Много это или мало? Как вообще у нас относятся к донорству и какие сложности здесь возникают?
Да, бывает, что родственники ни в какую не соглашаются отдать органы умершего. Но, к счастью, это происходит нечасто, подчеркивает Олег Руммо, руководитель РНПЦ трансплантации органов и тканей, главный внештатный трансплантолог Минздрава.
Кстати, довольно неплохо дела обстоят у нас с родственными пересадками. В большинстве своем люди готовы пожертвовать, например, почкой, чтобы помочь близкому человеку. А если отказываются, то чаще всего ссылаются на плохое здоровье...
Если же вы категорически против того, чтобы после смерти стать донором, достаточно обратиться с заявлением в любое лечебное заведение по месту жительства. Через пару часов данные «отказника» уже будут внесены в единую республиканскую базу. Причем можно даже не объяснять причины.
Ситуации бывали разные: кто–то придерживается религии, которая донорства не приемлет, некоторые не доверяют медикам, а есть и такие, кому просто безразлична судьба других людей.
«Это личное дело каждого, — замечает доктор Руммо. — Я не берусь никого судить».
Потенциальных доноров для сдачи костного мозга и крови у нас пока тоже негусто — только 16 тысяч. А для полноценного функционирования регистра их нужно хотя бы 50 тысяч. Так что чаще всего за помощью приходится обращаться в банки других стран.
По словам Анатолия Усса, руководителя Республиканского центра гематологии и пересадки костного мозга, главного внештатного гематолога Минздрава, у абсолютного большинства больных, которым показана трансплантация костного мозга, альтернативы нет: либо пересадка и жизнь, либо — смерть.
Благодаря новым технологиям сейчас выздоравливают больше половины пациентов.
Само лечение болезней крови с помощью стволовых клеток костного мозга прочно вошло в медицину еще в 1980–х. И сразу встал вопрос о донорах. Выяснилось, что абсолютно идентичны по иммунному статусу только близнецы. А, скажем, у родных брата и сестры вероятность полного совпадения — всего 25 процентов... Источником стволовых клеток, которые спасают жизнь, могут быть костный мозг, кровь или плацентарная пуповинная кровь, замороженная сразу после рождения.
Костный мозг взять довольно непросто: общий наркоз для донора, разрезы — целая мини–операция. И хотя за 20 лет постоянной работы не зафиксировано ни одного случая, чтобы у человека, решившегося на такой шаг, потом возникли какие–то проблемы, сейчас медики ушли от неродственного донорства костного мозга.
Ведь есть процедура почти столь же эффективная, но значительно более щадящая: сдача крови. Добровольца подключают к специальному аппарату — сепаратору, который забирает небольшое количество крови (около 250 мл), выделяет из нее стволовые клетки и возвращает ее обратно в организм.
Сегодня в мировом регистре — более 25 млн. добровольных доноров стволовых кроветворных клеток. Среди европейских стран лидирует Германия, где более 5 млн. доноров.
Да, наши цифры куда скромнее, но мы сильно продвинулись с того момента, когда лет пять назад комитет по здравоохранению Мингорисполкома решил всерьез заняться этим вопросом.
Уже проведена первая трансплантация стволовых клеток именно от белорусского донора, а еще с тремя работа ведется прямо сейчас.
Лечение с помощью трансплантаций такого рода, которое было крайне сложным и затратным первые годы, сейчас в развитых странах стало практически медицинской рутиной.
Хотя это процедура высокотехнологичная и ее может выполнить далеко не каждое специализированное лечебное учреждение и даже не каждая страна.
Например, в Украине вообще не практикуется ни один вид пересадки клеток крови. А на всю огромную Россию самым сложным видом трансплантации — от неродственного донора — занимаются только две клиники.
У нас дело движется, но еще не все гладко. И здесь проблема скорее морально–этическая, чем медицинская.
«Если мы называем себя цивилизованными людьми, то почему же тогда уже 20 лет используем ресурсы доноров Западной Европы и других стран мира? — задается вопросом Анатолий Усс. — Почему до сих пор так мало своих доноров?» Ведь чем больше их будет, тем выше шанс на совпадение, реальнее перспектива спасти чью–то жизнь. Кроме того, при обширном банке такие операции станут в разы дешевле.
Но что говорить, если даже родственники без объяснения причин порой отказываются становиться донором стволовых клеток для брата или сестры...
У нас, как и во всем мире, донорство бесплатное. Оплачиваются лишь проезд, питание и тому подобные мелкие расходы. Для граждан страны сама операция бесплатна, а вот иностранцу стоит немалых денег.
У нас, например, — 105 тысяч евро (для сравнения: в Германии придется заплатить 250 — 300 тысяч). Клиника зарабатывает на этом виде услуг большие деньги. А идут они потом на лекарства белорусам.
Только представьте: за счет одного иностранца могут быть сделаны пересадки троим нашим землякам!
Кроме того, часть вырученных средств пускается на зарплаты высококвалифицированных специалистов: молекулярных биологов, реаниматологов, трансплантологов.
Ежегодно у нас на 10 млн. населения проводится около 200 трансплантаций взрослым и детям. Соотношение — на порядок выше, чем в России. Столько же операций проводится и в Польше.
«Если донора среди родственников и в национальном регистре найти не удается, а показания к трансплантации абсолютные, консилиум выносит заключение и отправляет в Минздрав, чтобы был рассмотрен вопрос об оплате государством поиска за границей», — объясняет Анатолий Леонидович.
К слову, так делают только в высокоразвитых странах. Даже Россия пока не оплачивает поиск донора костного мозга за рубежом.
Ежегодно 5 — 10 белорусов получают такую помощь из бюджета. А некоторые решают проблему за счет личных средств: на поиск донора и доставку его стволовых клеток нужно от 15 до 20 тысяч евро.
Как стать донором стволовых клеток?
Показания для донорства стволовых клеток точно такие же, как и для донорства крови. Более того, все доноры находятся в едином регистре. Поэтому лучший вариант для тех, кто в перспективе хочет поделиться своими стволовыми клетками — быть донором крови.
Для этого можно обратиться в отделения переливания крови 9–й, 5–й клинических больниц, Больницу скорой медицинской помощи, в городской центр трансфузиологии 6–й клинической больницы, в республиканскую либо в областные станции переливания крови.
Нужно только две вещи: подписать форму информированного согласия и сдать небольшую пробирку крови для проведения лабораторных исследований. После всех необходимых анализов человек заносится в компьютерную базу данных. И если появляется пациент с таким же фенотипом, с потенциальным донором связываются и просят приехать, чтобы взять его стволовые клетки из крови.
За это благое дело люди получают 20 базовых величин.
КСТАТИ
Еще в 9–й минской клинической больнице уже несколько лет собирают банк плацентарной пуповинной крови. Это ценный источник стволовых клеток, но проблема в цене. Стоимость одной порции такой крови в десятки раз выше, чем обычной.
Богатые страны пошли по пути создания национальных банков пуповинной крови, где заморожены десятки тысяч образцов для трансплантаций. У нас пока недостаточно ресурсов. Зато есть возможность предложить всем желающим платную услугу по заморозке пуповинной крови ребенка. Заморожено уже более 600 образцов.
Алгоритм следующий. Один из членов семьи заключает с клиникой договор, берет с собой специальный пластиковый пакет, который нужно отвезти в родильное отделение, где сразу после родов акушерка собирает из пуповины кровь. В течение суток ее нужно привезти в больницу, где ее заморозят, а заключившему договор выдадут специальный паспорт–гарантию. Хранится замороженная кровь в жидком азоте при температуре минус 197 градусов и может находиться там многие десятилетия.
Сегодня услуга по заморозке стоит 8 млн. рублей первоначально и еще около 1,3 млн. нужно ежегодно платить за хранение.
Советская Белоруссия №39 (24422). Пятница, 28 февраля 2014 года. Автор публикации: Анна ОСОКИНА
