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
Истории о лечении стволовыми клетками в Беларуси: лечение трофических язв и ДЦП
Стволовыми клетками в Беларуси лечат более 10 лет. Тем не менее о них пишут столько, что не сразу разберешь, где правда. Говорят, благодаря мезенхимальным стволовым клеткам можно добиться эффекта вечной молодости, избавиться от самых запущенных болезней, вырастить целые органы и даже убить человека. LADY.СМИ поговорила с людьми, которые на своем опыте узнали, каково использовать этот метод лечения. А также выслушала комментарий специалиста.
Ирина Болотина, лечила трофические язвы: «Было ощущение, что в ране, как в яблоке, живет червяк»
— Однажды я сильно ушибла ногу. И кажется, что здесь особенного, с кем не бывает. Но спустя время на месте ушиба образовалась рана, которая не заживала. Мало того, болела настолько сильно, что я не могла спать по ночам. Было ощущение, будто «червяк», как в яблоке, живет в моей ране. Я не знала, что делать, куда положить ногу. Бежала под кран с холодной водой, чтобы как-то унять боль. Поврежденная нога в итоге отекла и стала в два раза больше здоровой.
Естественно, сразу обратилась к врачам. Два хирурга, осмотрев рану, сказали, что это не их профиль. Порекомендовали определенные мази и примочки — и отпустили. Но мне не помогло. Третий врач пообещала: «Ой, мы легко с вами вылечим ногу!». Назначила другой день приема. Я пришла, но, как выяснилось, доктор уже отправилась в отпуск. А когда вернулась, замахала руками: «Ничего сделать не могу!». Благо есть интернет. В Сети прочитала, что у меня трофическая язва. Этот диагноз подтвердили и на кафедре хирургии Белорусского государственного медицинского университета. Там же объяснили, что заболевание спровоцировал ушиб. А появилось оно на фоне хронического заболевания — сахарного диабета. Врачи предложили мне лечиться мезенхимальными стволовыми клетками. Я согласилась, так как ничто больше не помогало.
Почему о лечении стволовыми клетками мне ничего не рассказали в поликлинике, не отвечу. Это было три года тому назад. Возможно, сами врачи не знали. Тем более что я была одной из первых, кто лечился по этой методике. Тогда в Беларуси она, видно, была в новинку.
Лечение проходило следующим образом. С помощью специального облучения убивали грибок, который находился в ране и разъедал ее. Одновременно мне под местным наркозом сделали надрез в районе пупка, чтобы забрать материал для выращивания стволовых клеток. После того как их вырастили, спустя три недели, на мою язву наложили «повязку» из стволовых клеток.
Она напоминала мягкий пластилин розового цвета. С этой повязкой я ходила недели две. Потом ее сняли. Лечащий врач посмотрел и сказал, что надо делать накладочки из лекарства и лейкопластыря. Это для того, чтобы не появлялась новая инфекция. Такой рекомендации я следовала еще месяца полтора-два.
За лечение у меня не взяли ни копейки, оно выполнялось в рамках научной темы. Во время выписки ни о каких мерах предосторожности не говорилось. Единственное, о чем попросил врач: «Вы только туда землю не сыпьте». Я пообещала, что не буду (улыбается). Стала снова ходить на работу и вести обычный образ жизни. Сейчас, в свой 61 год, тоже активна. Посещаю спортзал. Даже забыла, что когда-то мучилась от боли. Об этом напоминает только небольшой участок кожи другого цвета.
Ирина Павлович, лечила ДЦП своему малышу: «Мы знали, что лечение может не дать результата, но решили рискнуть»
— Диагноз «детский церебральный паралич» самой тяжелой степени — четвертой — моему сыну поставили в год и два месяца. До этого утверждали, что у него задержка психомоторного развития. Говорили: «Это ерунда, само пройдет». Но, как видите…
Сейчас есть возможность почитать, узнать, что это за болезнь. А тогда, 12 лет назад, о ней толком ничего не слышали. Поэтому по совету докторов стали ездить в реабилитационные центры для детей с психоневрологическими заболеваниями.
О том, что наше заболевание лечится мезенхимальными стволовыми клетками, узнала из телевизора. Мы просто переключали каналы. По одному увидели, как доктор рассказывает, что скоро запускается экспериментальная научная программа по лечению детей с ДЦП. Приглашал поучаствовать заинтересованных родителей. На экране высветились телефоны. Мы позвонили. Записались на прием.
Это было в 2015 году. Ранее я слышала, что стволовыми клетками лечат детей, но за границей. Думала, что это очень дорогостоящая операция, которая не дает стопроцентного результата. О том, что подобный курс можно пройти в Беларуси, а тем более бесплатно, даже не мечтала.
Безусловно, мы позвонили, записались на прием. Нас осмотрели, а через некоторое время прислали договор. Там было описано, что для участия в программе мы должны: найти донора для ребенка, не принимать антибиотики до процедуры, подготовить анализы.
Указывались и риски: стволовые клетки могут не подойти — поднимется температура, есть вероятность возникновения судорог. Говорилось и о том, что лечение может не дать результата.
Конечно, мы думали, соглашаться или нет. И в то же время прекрасно понимали, что Захару 11 лет. В этом возрасте реабилитационные методы, которых мы придерживались ранее (к примеру, лечебная физкультура), уже не будут давать такого результата, как в младшем возрасте. То, что могли достигнуть своими силами, мы уже достигли. Хотелось, чтобы ребенок стал более самостоятельным, поэтому рискнули. Успокаивало, что клетки вводились на базе РНПЦ детской онкологии, гематологии и иммунологии в Боровлянах, а там работают хорошие специалисты. К тому же мы прочитали, что для онкобольных деток такие процедуры проводятся давно. Хотя, конечно, было и страшно.
Я была донором. Старалась хорошо питаться и делать все возможное, чтобы не подхватить никаких инфекций, не принимать антибиотиков. Ведь чем лучше состояние донорской клетки, тем больше пользы она может принести.
Волновалась и по поводу того, как будет проходить сама процедура. Пришла в кабинет — и мне ввели большую иголку в таз. Было не то что больно, неприятно: я слышала, как «хрустят» кости. А в конце забора перед глазами поплыл кабинет — как объяснили, так бывает. Это болевой шок. Мне принесли сладкий чай, и через полчаса я уже полностью восстановилась.
Стволовые клетки нарастили очень быстро — примерно за две недели. Отметили, что материал будет неплохой.
Сначала материал вводили внутривенно. Нам говорили, что придется лечь с ребенком на дневной стационар, но чтобы избежать рисков, в итоге положили в больницу. Оттуда нас выписали на следующий день и назначили дату, когда стволовые клетки будут вводить в спинной мозг. Для этого на целую неделю надо было лечь в больницу.
Ребенок распереживался. Все время расспрашивал: «А что будут делать?», «Мне будет больно?», «Как я себя буду чувствовать?». Но мы старались доносить до него только положительную информацию. Объясняли: есть вероятность, что после введения ты даже сможешь ходить.
Но он все равно нервничал. Хотя, как взрослый, старался не показывать волнения. После общего наркоза доктор попросил Захара два часа полежать на спине. А он от испуга пролежал больше.
Подсадка прошла хорошо. В выходные нас уже выписали. Врачи ничего не обещали. Это же был эксперимент. Только сказали: «Если увидите какие-то изменения, дайте знать». После курса введения по договору мы должны были сперва каждый месяц, потом каждые три, а затем через полгода-год приезжать в реабилитационный центр для детей с психоневрологическими заболеваниями.
Изменения начались сразу после первого курса реабилитации. У ребенка намного лучше стали работать руки. Мы начали плести бисером, вышивать, лепить из глины.
Хотя раньше до этого у него были зажаты пальцы. Захар не мог взять бусинку в ручки, не то что из нее что-то делать.
Малыш стал лучше ходить. Первое, что у него получилось, — стоять у стены. Время спустя научился одной ручкой держаться за стену, другой — за мою руку. Трудно было представить, что до этого он был все время на руках.
Состояние Захара постоянно улучшалось. Только вот этим летом у нас пошел большой скачок роста — мы выросли на 8 сантиметров. А раньше у него не росла нога, и сам он тоже рос очень медленно. Начался переходный период. Появились сильные боли в спине. Ослабли мышцы, за счет чего он стал хуже ходить. Если в феврале 2017 г. мы уже передвигались за руку и он пытался ходить сам с тростью, то сейчас ходить с палочкой он не может. Даже вместе со мной за руку теперь проходит меньшее расстояние.
Не так давно были на реабилитации. Проходили индивидуальную ЛФК, массаж спины и ноги, медикаментозное лечение. В этот раз нам делали уколы. В реабилитацию входит и электростимуляция — процедура, при которой через мышцы ребенка пропускают электротоки для укрепления спины и ног. Назначают также парафин — согревающие процедуры, которые расслабляют мышцы, потому что у нас повышенный тонус. Чтобы заниматься было проще и быстрее наращивалась мышечная масса, тонус надо расслаблять. Помогает в лечении и аппарат локомат: ребенка подключают к компьютеру — а его ноги фиксируют в специальных протезах. Захар смотрит на экран и с помощью компьютера шагает как в виртуальной реальности. Гуляет по полю, поднимается в гору. Таким образом, он учится поднимать ноги, контролировать свое тело, поворачиваться.
Конечно, после каждой реабилитации ему становилось легче. Но, как нам сказал доктор, чтобы мышцы стали выдерживать новый рост, нужно еще много времени заниматься.
Надеемся, что поработаем со своими мышцами и все вернется обратно. Вообще, мы оптимисты по жизни — надеемся только на лучшее (Смеется.)
Радует, что после введения стволовых клеток мы стали меньше болеть. Тем не менее здесь сложно однозначно сказать, с чем это связано. Может быть, с тем, что ребенок перерос, может быть с тем, что у нас достаточно узкий круг общения — сын занимается с преподавателями на дому. А может быть, действительно, повлияло. Если раньше надо было пить таблетки даже при малейшей простуде, теперь вылечить ее можно было просто горячим чаем.
Сейчас Захар сам себя не обслуживает. Но по-прежнему делает поделки, вышивает. Может позвонить мне по телефону. Правда, ходить ему сложно.
Само лечение и реабилитация обошлись мне бесплатно. Единственное, за что мы заплатили, — за дорогу. Сами живем в Столине — это Брестская область. Добираться — свет не близкий, но мы были готовы.
Насколько мне известно, набор на программу лечения ДЦП стволовыми клетками сейчас приостановили. Здорово было бы, если бы ее возобновили и сделали доступной для больных деток.
«Нельзя сказать: „Хочу лечить стволовыми клетками“ — и начать это делать в соседнем кабинете»
Комментарий эксперта:
Академик НАН Беларуси, научный руководитель Республиканского научно-медицинского центра «Клеточные технологии», созданного при Институте биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, Игорь Волотовский.
— Мезенхимальными стволовыми клетками в Беларуси лечат с 2005 года. В Западной Европе — с 1995 года. С их помощью пытаются лечить самые разные заболевания: сердечно-сосудистые, заболевания опорно-двигательного аппарата, гормональные, к примеру, диабет.
Метод лечения трофических язв в Беларуси зарекомендовал себя уже давно. А сейчас работаем над методикой лечения ожогов, различных изменений кожных покровов, дегенеративных изменений — с помощью фибробластов и стволовых клеток.
У нас закончилась первая стадия экспериментов на животных — эффект очень хороший. Сейчас приступаем к лечению пациентов.
Работаем над еще тремя направлениями: разработкой методов лечения пародонтозов, язвенных изменений роговицы глаза и недержания мочи у женщин. Казалось бы, болезни самые разные. Но их объединяют мезенхимальные стволовые клетки. Во всех случаях, как показали доклинические испытания на животных, клетки эффективны.
— Куда обращаться человеку, который хочет пройти курс лечения стволовыми клетками?
— Нужно обратиться в тот Институт, который занимается лечением именно его болезни, и там проконсультироваться. Информацию можно найти в интернете.
В Беларуси стволовыми клетками лечат только государственные учреждения. К примеру, клеточные методы лечения заболеваний разработаны в 9-й клинической больнице, в РНПЦ неврологии и нейрохирургии, в РНПЦ травматологии и ортопедии, в РНПЦ детской онкологии, гематологии и иммунологии.
В регионах лечение стволовыми клетками пока не осуществляют. Чтобы это делать, нужна производственная база. А у нас все очень жестко регламентируется.
В законе «О здравоохранении» есть несколько статей, которые посвящены биомедицинским клеточным продуктам − к ним относятся и стволовые клетки − и их использованию на практике. Там прописано, как эти клетки должны регистрироваться. На них нужно получать разрешение.
Просто сказать: «Я хочу заниматься лечением стволовыми клетками» — и начать это делать в соседнем кабинете нельзя. Точно так же, как нельзя просто вычитать, что в другой стране стали лечить стволовыми клетками какую-то болезнь — и начать это делать у нас. Ведь в каждой стране своя система, и любые методы лечения должны быть юридически подкреплены.
И потом, никто открыто не описывает деталей: сколько брать стволовых клеток, куда конкретно вводить, как часто. Поэтому нередко приходится идти по тому пути, который на Западе уже пройден. Конечно, можно купить у них лицензию на лечение, где будут описаны все нюансы, но это очень дорого.
— Сколько стволовых клеток нужно для лечения одного человека?
— Зависит от болезни. Чтобы вылечить заболевание, нужны десятки миллионов клеток. К примеру, столько понадобится для рассеянного склероза. А для лечения трофических язв нужно 5−6 миллионов стволовых клеток. Это не очень большая цифра.
— А что по поводу стоимости?
— Лечение заболеваний, о котором рассказали вам больные, проводилось в рамках научно-исследовательских проектов. Поэтому оно и было бесплатным. К сожалению, вне проекта за лечение приходится платить. В законодательстве нет статьи расходов на мезенхимальные стволовые клетки. По нашему расчету, миллион клеток стоит порядка 200−300$. Это связано с тем, что все расходные материалы, среды, флаконы − импортные. Если покупать российские материалы, добавки, то клетки не растут или растут весьма вяло. А у нас в стране качественные расходные материалы не выпускаются.
— По сравнению с другими странами это дорого?
— Нет, у нас дешевле. За границей используют те же расходные материалы. Только у их сотрудников зарплата выше, поэтому дороже будет. Ведь в эту стоимость входят и трудовые ресурсы.
— Есть ли противопоказания к лечению стволовыми клетками?
— Практически нет. Некоторые говорят, что стволовые клетки могут привести к онкологическим заболеваниям. Но однозначного ответа здесь не существует. Смотря какие стволовые клетки используются для лечения.
Эмбриональные стволовые клетки — те, которые находятся в бластоцисте, очень активны. Они могут приводить к опухолям, поэтому пользоваться ими для лечения в западных странах запрещено.
Принято считать, что мезенхимальные стволовые клетки до третьего пассажа никакой опасности не представляют.
Объясню, что такое пассаж. Клеточный материал помещают во флакон. Там клетки растут и накапливаются до тех пор, пока ими не заполнится все дно флакона.
Когда дно заполнено, дальше деление не идет. Вот первый пассаж и завершился. Остатки питательной среды выливаются, клетки смывают со дна − и помещают в следующий флакон.
Там этот процесс деления опять продолжается до тех пор, пока не заполнится дно флакона. Второй пассаж закончился. Потом идем на третий.
В течение этих трех пассажей никакой опасности нет. Если довести, например, до десятого пассажа, в клетках могут происходить различные изменения, например, на уровне генетического аппарата.
Но никто туда не доходит. Как правило, ограничиваются двумя-тремя пассажами.
— В январе 2017 года СМИ писали, что в Беларуси работают над разработкой метода лечения инсульта стволовыми клетками. Каковы успехи?
— Если все пойдет хорошо, этот метод примерно через год можно будет использовать на людях. Пока проверяли лишь на животных. Но результаты обнадеживающие. В чем суть: берется ткань, которая находится в носовой полости — там есть нейрогенные стволовые клетки, которые содержатся в нервной ткани.
Эти клетки выращиваются. Потом их вводят в нервопроводящие пути, которые связывают носовую полость с центральной нервной системой — головным мозгом. По этим путям клетки достигают очага поражения — и там оказывают свой эффект.
Эти работы проводятся совместно Институтом физиологии НАН Беларуси (академик НАН Беларуси В.А. Кульчицкий) и РНПЦ неврологии и нейрохирургии Минздрава РБ (член-корреспондент НАН Беларуси Ю.Г.Шанько).
Алина Минохорян / Фото: из архива героев / LADY.СМИ