Вирусы: Скорее друзья, чем враги - [149]

В 2012 г. Яманака получил Нобелевскую премию за «открытие зрелых клеток, которые можно перепрограммировать и получить плюрипотентные клетки», что означает получение iPS-клеток из дифференцированных клеток взрослого организма. Он разделил эту премию с Джоном Гёрдоном, ученым, представляющим старшее поколение. В 1962 г. Гёрдон трансплантировал клеточные ядра из кишечника лягушки в ее яйцеклетку и в результате получил настоящую лягушку. Как мне хорошо запомнилось, этот эксперимент вызвал скептицизм и даже некоторое неприятие. Позднее он лег в основу клонирования овец, кошек и собак. Все знают о клонированной овечке Долли, самой известной в мире овце, у которой не было отца. В 1996 г. в Шотландии ее клонировал Иэн Уилмут, выделив клетку из вымени шестилетней овцы. Он выделил клеточное ядро и имплантировал его в яйцеклетку без ядра. Так получилась овечка Долли. Однако ее генетическому материалу было уже шесть лет, поэтому теломеры на концах ее хромосом были укороченными, как у старых овец, и процесс омоложения был неполным. В скором времени у Долли развились возрастные заболевания, в частности артрит, и в 2003 г. она умерла. Смерть наступила в результате заражения вирусом овец – ретровирусом, состоящим в близком родстве с вирусом ), который около 40 млн лет назад способствовал образованию плаценты в организме человека. (Удивительно, что этот ретровирус до сих пор существует!) В конце концов, у Долли было потомство. Легко представить себе Иэна Уилмута в Стокгольме вместе с Яманакой и Джоном Гёрдоном. Рудольф Йениш из Института Уайтхед (Бостон), мой гамбургский друг, с которым я познакомилась много лет назад, помог нам разобраться в механизме перепрограммирования эмбриональных стволовых клеток; за эту работу он был удостоен многих наград.

Наличие iPS-клеток делает выделение ЭС-клеток неактуальным. Сегодня зрелые соматические клетки можно перепрограммировать, чтобы они превратились в iPS-клетки. Изучаются способы совершенствования этих методик.

Деление стволовых клеток происходит за счет специального механизма, то есть путем асимметричного деления, при котором одна часть клетки остается «прикрепленной к нише», а другая часть достаточно открыта, и на нее воздействуют факторы роста и дифференциации, в результате чего возникают новые клетки. Можно представить себе, что от арктического айсберга откалывается часть. Оставшиеся же клетки характеризуются способностью к саморегенерации и могут пройти неограниченное число делений. Получаемые стволовые клетки могут развиться в один из 200 видов специализированных клеток организма.

Лишь недавно стал известно, что зародышевые клетки переносятся навсегда, и, похоже, они вечны. В настоящее время это явление исследуется на модели червей . У зародышевых клеток, должно быть, существует механизм омоложения, но они превращаются в смертные, если животные в силу мутаций становятся бесплодными. В настоящее время стоит задача выяснить, какие химические пути обусловливают омоложение и бессмертие.

Мечты о практическом применении результатов таких исследований стимулируют исследователей. Есть надежда, что можно «производить запасные части»: новые сердечные клапаны, новые диски для лечения заболеваний позвоночника, более здоровые тазобедренные суставы, более молодой мозг и новую кожу при ожогах – и все это можно получить из iPS-клеток. Сейчас уже разрабатывается методика получения искусственной кожи с помощью пигментов, но пострадавшим до сих пор приходится слишком долго ждать, пока у них вырастет новая кожа. Иммунная система не ополчится против «собственных» клеток, и отторжение не состоится, поскольку пациент и есть донор. Кроме того, донорские клетки волос или кожи ни у кого не вызывают опасения, и не нужно ждать, когда в результате аварии или естественной смерти доноров появится возможность трансплантировать нужные органы.

Однако до тех пор, пока эти методики не станут настолько совершенными, что будут применяться для лечения людей, можно представить более простые способы их использования. В лабораторных условиях из iPS-клеток пациента можно выращивать специализированные клетки, например клетки головного мозга, печени, сердечной мышцы или опухолевые клетки, с целью проверять их реакцию на лекарства. Можно определять эффективность препарата и его переносимость определенным пациентом. Для проведения лабораторных экспериментов понадобится несколько дней, зато это поможет снизить потенциальные риски и сократить расходы, так как стоимость разработки некоторых противоопухолевых препаратов составляет сотни тысяч долларов. Это один из аспектов персонифицированной медицины будущего. В США от последствий неправильного лечения ежегодно умирает около 50 000 человек. В Англии компании, занимающиеся страхованием здоровья, уже сейчас требуют проведения предварительного тестирования при страховании людей, которым назначается очень дорогое лечение.

Это стало бы еще одним шагом на пути к введению iPS-клеток непосредственно в сердечную мышцу пациента, где они могли бы трансформироваться в клетки сердечной мышцы под воздействием факторов дифференциации, поставщиками которых могут стать соседние клетки. На мышиной модели инъекция клеток непосредственно в сердечную мышцу, при которой им не нужно долго проходить через тканевые культуры, уже показала свою эффективность. Предметом процедур по омоложению являются рубцовые ткани. Возможно, со временем будет достаточно шприца с транскрипционными факторами, в частности c-Myc, которые вводятся непосредственно в рубцовую ткань при наличии локальных факторов дифференциации. Это было бы замечательно. Регенерационная медицина весьма многообещающа. Приоритетом внедрения этой терапии является кардиология, так как сердечно-сосудистые заболевания – одна из основных причин смертности в западных странах. Но на это потребуется время.