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
Арнольд Смеянович 50 лет оперирует на головном и спинном мозге в Минске на оборудовании, которое позволяет выполнять все нейрохирургические вмешательства, существующие в мире
Слава Богу, он все-таки не стал врачом - неврологом. Беларусь могла не досчитаться такого нейрохирурга! Арнольд Федорович Смеянович вот уже 50 лет выполняет операции на головном и спинном мозге. Его имя, считайте, уже вписано в историю отечественной нейрохирургии. У Арнольда Федоровича были и есть должности, звания, ученики, пациенты, которым удалось продлить жизнь... Но самое важное - светлая голова и золотые руки. Смеяновичу в эти дни исполняется 75 лет. Он - лауреат Государственной премии Республики Беларусь, заслуженный деятель науки, академик Национальной академии наук Беларуси, профессор, доктор медицинских наук. Но самое важное - как заведующий нейрохирургического отдела Республиканского научно-практического центра «Неврология и нейрохирургия» , он по-прежнему оперирует тяжелых пациентов. Сегодня Арнольд Федорович рассказывает о себе, своей практической деятельности, белорусской нейрохирургии и особенностях тех заболеваний, которые приходится лечить...
Только в хирургию !
- Лечебный факультет Медицинского института в Минске я окончил в 1960 году. В отделе кадров меня хотели направить на место невропатолога. Но я знал с самого начала, что буду только хирургом, и поеду хоть в Россию, хоть в Украину - только чтобы заниматься хирургией. Мне всегда хотелось сразу видеть результат своей работы. Хирургия дает такую возможность. Кроме того, она, без преувеличения, является вершиной здравоохранения ...
У меня был друг, который тоже мечтал стать хирургом, однако попал при распределении в санитарные врачи. Так санитарным врачом всю жизнь и отработал... Я же в отделе здравоохранения узнал, что в Дрибине есть вакансия ... И поехал туда на три года. После вернулся в Минск и попал в Белорусский научно-исследовательский институт неврологии, нейрохирургии и физиотерапии, где руководителем нейрохирургического отдела был профессор Ефрем Исаакович Злотник. По сути, это основатель белорусского школы нейрохирургов. Злотник впервые не только в Беларуси, но и на пространстве СССР выполнил ряд операций. Можно сказать, я сегодня занимаю должность, которую в 1989 году, уезжая за границу, передал мне Ефрем Исаакович ...
Институт неврологии несколько раз менял свое название и в 2007 году стал Республиканским научно-практическим центром «Неврология и нейрохирургия» . Какое-то время я даже был директором института. Однако сегодня снова занимаю ту должность, к которой лежит душа и где могу заниматься конкретным делом.
Головной мозг, спинной мозг
- Нейрохирург - одна из самых сложных и ответственных специальностей. Ведь здесь мы имеем дело с головным и спинным мозгом, нервами ... Специальность, безусловно, молодая. На территории Советского Союза ею начали заниматься только в 1930-е годы. В Беларуси - в 1950-е, когда за дело и взялся Злотник. Современная белорусская нейрохирургия однозначно соответствует европейским стандартам. Центр пережил серьезную реконструкцию. Наши операционные построены по современным проектам, оснащены современным оборудованием, которое позволяет выполнять все нейрохирургические вмешательства, существующие в мире. Оборудование в операционных позволяет следить за операцией, состоянием больного. С помощью навигационной системы можно добраться до самой мелкой опухоли, аневризмы ... Все-таки в нашем деле речь может идти о миллиметрах.
В Беларуси уже много моих учеников, которые оперируют, скажем, в областных центрах. Я добивался и добился того, чтобы в 2000 году в Белорусской медицинской академии последипломного образования начали читать курс нейрохирургии, причем вообще как для хирургов, так и для травматологов, которые в районных и областных центрах должны выполнять и сейчас уже выполняют несложные операции, связанные с травмами головы, позвоночника и т.д. Невозможно в ряде случаев ждать, пока приедет профессор из Минска. Он может не успеть.
Вообще в вузах готовят просто врача-хирурга, который на практике уже становится хирургом-офтальмологом, или кардиологом, или нейрохирургом ... Чтобы стать, что называется, нормальным нейрохирургом, нужно около семи лет практики. В университете предоставляется знаний, необходимых такому специалисту. Мое настоящее обучение происходило на практике ... Когда впервые довелось наблюдать, как вскрывается череп, как профессор Злотник выполняет какие-то манипуляции с головным мозгом, трудно было осмыслить увиденное: неужели тот, кто лежит на операционном столе, сможет когда-нибудь открыть глаза, ходить, смеяться?! Примерно за семь лет можно освоить много мелких и больших операций, осмыслить, что делают старшие коллеги, понять нюансы диагностики и стать самостоятельным специалистом.
Многие виды обследования, которые мне приходилось выполнять и которые были слишком агрессивными (как, например, пневмоэнцэфалография), сегодня не выполняются. Ведь появилась ангиография, компьютерная, магнитно -резонансная томография. Появилась малотравматичная эндоваскулярная хирургия ...
Исключить аневризму
- Актер Андрей Миронов погиб из-за сильного кровотечения, спровоцированного разрывом аневризмы. Аневризма - это, грубо говоря, мешочек, пузырь, образующийся в сосуде головного мозга. Причина такого расширения сосуда - в патологии его стенок. При физических и моральных нагрузках, при наличии атеросклероза, артериальной гипертензии - давление крови повышается. И однажды в этом слабом месте сосуд разрывается и кровь изливается. Поврежденная часть головного мозга погибает. В случае сильного кровоизлияния погибает и сам человек.
В последнее время все реже попадаются пациенты с одной аневризмой. Как правило, их несколько. Обезвредить аневризму и тем самым предупредить катастрофу можно только одним способом - установить приспособление, «выключить» этот сосуд из кровообращения. Но как подобраться к сосуду, который находится в головном мозге? Есть только два пути. Можно вскрыть череп и выполнить открытую манипуляцию. А можно провести эндоваскулярное вмешательство - установить специальное устройство с помощью катетера, который подводится через бедренную артерию до самой аневризмы.
Аневризму почувствовать невозможно. Бывает так, что в процессе роста аневризма затрагивает нерв, действует на окружающие ткани как опухоль, из-за чего появляются осложнения ... Вы видели, от меня выходила пациентка? У нее закрылся глаз. Веко перестало подниматься. Сделали компьютерную томографию, обнаружили аневризму и вот теперь вовремя ее прооперировали ... Иногда же аневризма заявляет о себе той катастрофой, о которой мы говорили выше, - она разрывается. Как это предотвратить? Пока такое невозможно. Компьютерную томографию не выполняют «на всякий случай». Это недешевый вид исследования и не настолько широко доступен.
Об инсульте и грыже диска
- Атеросклероз, остеохондроз, глаукома - это расплата за продолжительную жизнь ... Мы стареем, стареют наши сосуды и ткани. Поднятие кровяного давления, безусловно, становится фактором риска возникновения инфаркта миокарда или инсульта. Если высокое давление не лечить, сосудистая катастрофа неизбежна. Просто какое-то время сосуды еще могут выдерживать, но не бесконечно.
Что такое инсульт? Головному мозгу, как и любому другому органу, требуется постоянный приток крови, обогащенной кислородом. При разрыве или закупорке сосудов, которые доставляют эту кровь (в нашем случае к головному мозгу), случается инсульт, в результате чего часть его клеток погибает. При разрыве сосуда кровь изливается в мозг, и это - геморрагический инсульт. При закупорке сосуда атеросклеротической бляшкой или тромбом, который сформировался в результате некоторых заболеваний, - имеет место инсульт ишемический. Кислородное голодание в закупоренных участке, опять же, приводит к гибели части клеток. Во время ангиографического исследования можно увидеть, где именно перекрыт сосуд, войти в него с помощью катетера и поставить стент для восстановления свободного кровотока ...
Спинной мозг обеспечивает связь головного мозга со всеми органами и системами. Самые распространенные патологии спинного мозга - опухоли и межпозвонковые грыжи. Последние бывают и врожденными, однако чаще всего они также связаны с взрослением организма и изнашиванием, дегенерацией хрящевых тканей. Грыжа - это выпадение. В таком случае мы говорим о выпадение хрящевого диска, который выполняет роль амортизатора между позвонками. При выпадении в ту или иную сторону может пережаться нерв. Отсюда и боль, которую чувствует больной. Причем боль, отдающая в ногу, - это характерный признак заболевания. «Стать на место» межпозвонковый диск уже не сможет. Однако в ряде случаев пациент не чувствует боли. Наличие же болевого синдрома - показание к оперативному вмешательству. Операция малотравматичная, выполняется через небольшой разрез. После удаления грыжи давление на нерв прекращается и боль отступает. Человеку с таким заболеванием необходимо впредь избегать подъема любого тяжести, резких движений.
Такой патологией, как артериовенозная мальформация, также занимаются нейрохирурги, а вот травмами позвоночника - преимущественно травматологи ... Если во время гибели клеток головного мозга можно говорить об определенной компенсации, поскольку окружающие ткани способны брать на себя утраченные функции, то со спинным мозгом ничего подобного невозможно. Разрыв спинного мозга во время травмы означает, что все, что ниже участка разрыва, не будет функционировать. Спинной мозг не срастается...
Без фанатизма
- Никаких проблем с тем, чтобы попасть в клинику, нет. Ряд операций выполняется планово. Просто есть все-таки специфика учреждения ... Операция по причине удаления грыжи диска - это операция, так сказать, областного уровня ...
Лично я чаще выполняю операции по удалению опухолей и аневризм. Бывают довольно сложные случаи, когда для обсуждения лечения собирается консилиум. Это норма нашей работы. Здесь не важно, профессор ты или академик ... Это всегда твоя личная учеба, которая не кончается никогда ...
Нет, я не думаю об операции каждую минуту своей жизни. Сейчас я не нервничаю сильно ... В выходные или после работы спокойно занимаюсь домашними делами. Другое дело, любую манипуляцию, безусловно, нужно обдумать. Но только в этих стенах ...
Компьютерное оборудование позволяет в пределах центра следить за операцией. Не только в операционной, но и в своих кабинетах. Всего в Беларуси более 120 нейрохирургов, и это достаточное количество. Среди нынешних молодых специалистов есть несколько представительниц прекрасного пола. Кстати, в Беларуси нейрохирургами были всего три женщины - Мария Павловец, Римма Куприяненко , Нина Красильникова ... Пол или звания в хирургии - не показатель. Как и в любой другой области это должно быть призванием ...
Никогда особо не увлекался спортом. Вообще ничего не делаю постоянно - так, время от времени. Немного физических упражнений ... Всего понемногу ... Без фанатизма. Обливаться холодной водой до еще взрослому человеку - нет, это не полезно. У меня был один знакомый, все ледяной водой обливался. Однажды облился - и инфаркт ... Не надо провоцировать слишком сильные скачки давления. Надо жить медленно, делать то, что приятно ...
Конечно, я не представляю того времени, когда придется уйти с работы ... Что делать дома? ..
Я был во многих европейских клиниках. Некогда было легкое чувство зависти к их оборудованию, инструментарию ... А теперь никакой зависти. Я знал, что постепенно придет время, и у нас также будет надлежащее оснащение ... Можно и здесь нормально жить и работать. Через две недели пребывания за границей я всегда чувствовал, что хочу домой. Поэтому никогда не хотел отсюда уезжать ...
Светлана Борисенко.
Фото Евгения Песецкого
Президент Республики Беларусь Александр Лукашенко поздравил заведующего нейрохирургического отдела Республиканского научно-практического центра неврологии и нейрохирургии , академика НАН Беларуси Арнольда Смеянович с 75- летием.
«Уверен, что Ваш талант, научный авторитет и богатый практический опыт будут и впредь способствовать развитию белорусского медицины, сохранению и укреплению человеческого потенциала нашей страны», - отметил глава государства.
Пресс-служба Президента Республики Беларусь .
