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
Инсульт геморрагический. Инсульт ишемический. Симптомы, профилактика, последствия
Перед инсультом наш современник часто испытывает такой же мистический, суеверный ужас, как и перед раком. Ведь и тут и там бытует мнение: фатум, приговор без права на обжалование. Наталья Гундарева и Иосиф Сталин, Гюстав Флобер и Иван Крылов, Андрей Вознесенский и Владимир Маслаченко — все они пополнили огромные «скорбные листы» болезни, которую наши предки называли апоплексическим ударом, а сегодняшние медики переводят с латинского как «наскок». И точно: инсульт — словно стихийное бедствие: «хватил», «настиг», «сразил» — вот его повадка.
Однако, как и онкологи, неврологи с укоренившимся в народе стереотипом постоянно спорят: доля фатальности в таком диагнозе равна вкладу человеческого легкомыслия и элементарного невежества. Со своей стороны медицина за инсульт очень серьезно взялась в последние десятилетия. Судите сами. Раньше в Минске им занимались всего лишь два небольших отделения, куда не очень–то спешили везти пенсионеров. Сейчас же подход такой: бороться за человека надо и в 60 лет, и в 70, и в 80, а на инсультах специализируются три крупнейшие городские клиники. Половину больных принимает больница скорой медицинской помощи, а в перспективе и еще больше — с недавним открытием суперсовременного корпуса одно из неврологических отделений, третье, расширяется сразу на 20 коек. Его заведующий Сергей МАРЧЕНКО и рассказал «СБ», какими знаниями должен вооружиться каждый из нас в борьбе с некогда фатальным диагнозом.
Две большие разницы
В чем–то правы те, кто делит инсульт на «молодой» и «возрастной»: у него действительно два вида, и они отличаются принципиально. Бич трудоспособного возраста, особенно мужчин, — инсульт геморрагический. Виновник его — повышенное давление, которое криз за кризом изменяет строение сосудистой стенки, делая ее хрупкой и извилистой. В один ужасный момент сосуд лопается — и происходит кровоизлияние в мозг.
Суть инсульта ишемического скрыта уже в самом его названии: «ишемия» — малокровие. Здесь дело в другом: замирает кровоснабжение участка мозга — либо из–за закупорки сосудов тромбом, либо из–за резкого спазма артерии, либо из–за атеросклеротической бляшки (и то, и другое, и третье — спутники прежде всего пожилого возраста).
Как бы то ни было, даже при самом лучшем раскладе нужно отдавать себе отчет: пораженные участки тканей мозга, ядро инсульта, омертвеют, уплотнятся и зарубцуются, а «удар» с большой вероятностью может настичь еще раз. В целом же статистика не сильно оптимистична: из 100 пациентов с инсультом каждый третий умрет, а из выживших лишь 10 процентов вернутся к привычному образу жизни. Геморрагический инсульт и того хуже: выкарабкается лишь половина больных, единицы смогут восстановить здоровье «на все 100». Вот и история 3–го неврологического отделения БСМП это подтверждает. Самой юной пациентке было 19, самой пожилой — 101. За жизнь девушки боролись до последнего на операционном столе — увы. Бабушка же ушла из больницы на своих ногах...
Предвестники печали
А вот народное наблюдение — «где лето, жара, грядки и тяпки — там и инсульт» — по большому счету, не подтверждается практикой. В неврологических отделениях сегодня «аншлага» нет. Зато он всегда случается в межсезонье, с резким перепадом температур, когда заморозки, например, сменяются оттепелью или после праздников, которые у нас повелось отмечать на всю катушку. Чрезмерные возлияния, скачок давления, койка реанимации — типичный поворот сюжета. Кроме того, будьте настороже, если у вас...
Проблемы с давлением. От «удара», кстати, не застрахованы гипотоники, ведь у них сердце может просто не справиться со своей функцией и не прокачать кровь до одного из участков мозга. Но гипертоники для инсульта — конечно, «мишень номер 1».
Диабет. Этот диагноз записан в карточке как минимум каждого четвертого пациента неврологов. Ведь если атеросклероз поражает только внутреннюю оболочку наших сосудов, то диабет — все три насквозь.
«Плохие» сосуды. Уже в 18 лет начинает свою разрушительную подпольную работу атеросклероз, системное заболевание, чей принцип «где тонко, там и рвется». Сначала процесс охватывает главный сосуд человеческого организма — аорту, позже перекидывается на более мелкие. Отсюда — сужение просвета сосудов, утолщение их стенки, атеросклеротические бляшки.
Время не ждет
Ничто так не опасно в момент «удара», как вечная надежда на авось. «Авось пройдет, авось просплюсь, и вообще, утро вечера мудренее». Нет, нет и еще раз нет — при первых же характерных симптомах (особенно если инсульт уже случался или одолевают гипертонические кризы) нужно набирать 103. Вот, что должно настораживать — и в совокупности и по отдельности...
Сильная и внезапная головная боль («как топором по голове» — описывают ее пациенты).
Внезапное онемение или слабость в конечности или в половине тела.
Головокружения, помутнение сознания.
Вдруг стало трудно произносить слова или понимать речь, отвечать на элементарные вопросы.
Нарушение зрения, слуха, походки, способности удерживать равновесие.
По этим признакам медики рекомендуют распознавать инсульт
Человек не может улыбнуться обоими уголками рта, улыбка получается кривой.
Если попросить больного высунуть язык, он будет искривлен.
Заболевший не в состоянии поднять одновременно на один и тот же уровень обе руки.
До приезда «неотложки»
Больного надо сразу удобно уложить, расстегнуть затрудняющую дыхание одежду, обеспечить доступ свежего воздуха. Голова, плечи должны лежать на подушке, чтобы не сгибалась шея, иначе ухудшится кровоток по позвоночным артериям. Обязательно измерьте давление.
Лекарства? Лучше с ними без врачей в критический момент не экспериментировать. Единственное исключение — глицин (2 — 4 таблетки под язык). Имейте в виду, доказательная медицина признает при инсульте действенность лишь трех препаратов. И, заметьте, столь любимые в народе ноотропы в них не входят.
Что дальше?
Конечно, в идеале до больницы нужно добраться в течение 2 часов. Ведь, к примеру, единственный стопроцентно доказанный способ лечения инсульта ишемического — восстановление кровотока. А это значит: надо успеть ввести специальные препараты, которые разжижат кровь, раскупорят сосуды. На все про все — не больше 3 часов, но ведь и нужно подготовиться, провести целый ряд исследований.
Вообще, медики подчеркивают: участок головного мозга, на который приходится удар, гибнет в считанные минуты и безвозвратно. Восстановить его не сможет ни один врач, нигде и никогда. Борьба, по сути, ведется за пространство вокруг ядра инсульта, которое находится в пограничном состоянии. Есть только 3 — 6 часов на то, чтобы защитить от гибели прилегающие ткани. Дальше все будет бесполезно...
В любом случае через 2 недели врачам в общем–то уже ясно, по какому сценарию будут развиваться события: пойдет пациент на поправку или так и останется инвалидом. Так же, как от самого человека во многом зависит, сразит ли его инсульт и насколько серьезным окажется его «эхо», так и здесь: выздоровление напрямую зависит от прилагаемых усилий. Лекарства сами по себе не восстановили еще ни одной нарушенной функции, они только помогают мозгу сохранить жизнеспособность. Да, какой–то участок погиб, но вокруг него есть так называемый функциональный резерв. Теоретически он колоссален. Ведь считается, что свой мозг обычный человек использует лишь на 1 процент, гений — на 2 процента. А остальное?! Поэтому основная задача после инсульта — установить новые связи в организме путем долгих и упорных тренировок.
Совет «СБ»
Как снизить угрозу?
Самое главное: постарайтесь вести как можно более здоровый образ жизни. Это значит: не злоупотребляйте ни одним видом пищи или напитка и откажитесь от традиционного режима дня «8 часов на работе, 2 — в машине, остальное — перед телевизором». В движении — действительно жизнь.
Избегайте продуктов, содержащих насыщенные жирные кислоты (поменьше красного мяса).
Строго контролируйте артериальное давление — ведите специальный дневник, вносите цифры, ежедневно принимайте назначенные гипотензивные препараты и все равно периодически обращайтесь к доктору, потому как подобрать терапию на всю жизнь невозможно, рано или поздно эффект идет на убыль.
О том, что сосуды терпят бедствие, можно заподозрить по уровню холестерина в крови (норма — до 5,2 ммоль/л). Кроме того, после 40 — 45 лет ежегодно желательно делать УЗИ мозговых сосудов.
Автор публикации: Людмила ГАБАСОВА
Фото: Виталий ГИЛЬ
