Цена лидерстваВ начале XXI века Японии невероятно повезло.
В начале XXI века Японии невероятно повезло. У нее впервые за долгое время появился нобелевский лауреат по физиологии и медицине – человек, который научился превращать клетки взрослого организма напрямую в клетки зародыша. В этот момент страна стала лидером в области регенеративной медицины, но, как оказалось, владеть этой волшебной скрипкой не так-то и просто. Чтобы удержаться на пьедестале, японские биологи гонятся за новыми научными прорывами, а правительство принимает неоднозначные законы – и все равно иногда кажется, что пальма первенства вот-вот ускользнет из их рук.
Лечиться стволовыми клетками люди начали довольно давно – с тех пор, как освоили пересадку костного мозга: пациент получает порцию донорских кроветворных клеток, которые размножаются внутри его собственных тканей и превращаются в разные типы кровяных телец.
Для других тканей повторить этот успех гораздо сложнее. Во-первых, иммунная система может не согласиться с решением врача и объявить пересаженным клеткам войну. Во-вторых, мало в каком еще органе у человека найдется достаточно стволовых клеток, чтобы ими можно было поделиться с соседом. В большинстве тканей их запас довольно скуден, и не всегда его хватает даже на собственные нужды организма.
Наконец, главная проблема: стволовые клетки взрослого человека сильно ограничены в своих возможностях. Как правило, они могут превратиться только в клетки того органа, внутри которого расположены. Поэтому, даже если мы найдем запас стволовых клеток – скажем, в жировой ткани, – из них не получится вырастить ни роговицу глаза, ни заплатку на сердце, ни поджелудочную железу. А значит, если мы хотим лечить сложные болезни внутренних органов, нужно найти источник менее специализированных, более универсальных стволовых клеток.
Такой источник нашел японец Шинъя Яманака в соавторстве со своим коллегой Казутоши Такахаши в 2006 году. Исследователи выращивали клетки взрослого организма и запускали в них работу генов, которые функционируют в зародышах на стадии нескольких сотен клеток. И в конце концов подобрали комплект из четырех генов (сейчас его называют коктейлем Яманаки), работа которых превращала любую взрослую клетку в клетку зародыша, эмбриональную стволовую. Технологию назвали репрограммированием, а полученные клетки – репрограммированными, или индуцированными плюрипотентными.
По сравнению с традиционными пересадками стволовых клеток у этой технологии есть множество плюсов. Во-первых, репрограммированные клетки можно получить из тканей самого пациента: например, взять кусочек кожи или жира и превратить в зародышевую ткань. Это решает большинство проблем с отторжением. Во-вторых, зародышевые клетки легче размножить в культуре, чем взрослые, – а значит, из них в перспективе можно выращивать целые куски тканей и органов. В-третьих, из репрограммированной клетки можно получить клетку любого нужного типа – в зависимости от того, чего не хватает пациенту – от лейкоцита до сперматозоида.
Дальше события развивались очень быстро. Через шесть лет после выхода своей ключевой статьи, в 2012-м, Яманака получил Нобелевскую премию (для сравнения: разработчики самой модной биотехнологии на сегодня, CRISPR/Cas, ждали премии восемь лет, а первооткрыватели вируса гепатита С – почти полвека). В 2014-м у технологии репрограммирования появились первые пациенты: женщине 77 лет подсадили в глаз слой пигментного эпителия (это клетки, которые защищают палочки и колбочки в сетчатке глаза от повреждений и пересвета), выращенный из клеток кожи.
Сегодня репрограммированные клетки уже опробовали на разных частях глаза – из них, например, выращивают роговицу. Клинические испытания идут с искусственной поджелудочной железой, а вслед за этим ученые подбираются и к другим органам, в числе которых кровь и спинной мозг.
Тем не менее этот метод лечения пока не выглядит панацеей. Эффективность репрограммирования клеток пока довольно низкая, а значит, терапия получается довольно дорогой. К тому же из зародышевых клеток легко могут вырасти опухоли – и нужно время, чтобы убедиться, что терапия безопасна. Поэтому пока мало в какой стране вам могут предложить легальное лечение репрограммированными клетками (в России, например, такие методы до сих пор не сертифицированы). Но у этой технологии есть очевидное будущее – а там, где есть перспектива, появляется конкуренция.
В конце июля 2019 года японские власти разрешили создавать химерных зародышей из стволовых клеток человека и мыши. Это могло быть полезно не только в исследовательских целях, но и для того, например, чтобы выращивать внутри животного какие-нибудь «запчасти» (например, участок мышцы или железы) для организма человека из человеческих же клеток. Всего через пару дней пришли новости из Китая: там не только получили разрешение, но уже создали химерный эмбрион из человека и обезьяны (правда, уничтожили на ранних стадиях развития).
В январе 2020 года японские ученые сообщили, что впервые вырастили из репрограммированных клеток мышечную «заплатку» для сердца – и пересадили ее пациенту. Операция прошла успешно, и казалось, что на этот раз японцы действительно успели раньше всех. Однако через несколько месяцев их китайские коллеги рассказали, что провели аналогичные операции еще год назад, в мае 2019-го. Правда, первенство китайцев ни в одной из этих историй пока не подтверждено – исследователи обещали опубликовать все результаты, но до сих пор этого так и не сделали. Однако гонка за первое место в регенеративной медицине уже началась.
В 2018 году в Японии стартовали клинические испытания репрограммированных клеток против болезни Паркинсона. Это уж точно должно было стать прорывом, потому что надежного средства от нейродегенеративных болезней сегодня не существует. Но клинические испытания – процесс небыстрый, и пока японцы разгонялись и запускались, выяснилось, что в США подобные попытки начались еще в 2014-м. А весной 2020-го стало известно об успехе первой такой операции: у американского пациента взяли клетки кожи, репрограммировали в зародышевые, вырастили из них нейроны и ввели в головной мозг. О полном выздоровлении говорить пока не приходится, однако дегенеративные процессы, по словам врачей, прекратились. О японских результатах тем временем еще ничего не известно.
Конкуренты подступают то с юга, то с востока, и стране-первопроходцу приходится, как черной королеве, постоянно бежать вперед, чтобы оставаться на своем месте. Поэтому японские ученые двигаются во всех направлениях одновременно – в надежде удержать первенство хотя бы по сумме достижений. То введут новорожденному стволовые клетки, чтобы они временно заменили его отказывающую печень. То превратят человеческие стволовые клетки в яйцеклетки. То вырастят мышиные сперматозоиды внутри зародыша крысы (так ли далеко от этого до человеческих сперматозоидов внутри мыши?).
Японские власти, со своей стороны, пытаются поддержать японскую науку и убрать все возможные преграды для ее развития – даже те, что должны служить гарантом ее качества. В 2013 году правительство приняло несколько законов об ускоренной регистрации для методов лечения с использованием стволовых клеток. С тех пор для того, чтобы получить лицензию и финансирование для такой терапии, медицинскому центру достаточно одобрения комиссии из нескольких биологов, медиков, биоэтиков и юристов. При этом в первую очередь комиссия оценивает безопасность процедуры – а на то, чтобы подтвердить эффективность, у авторов метода есть еще семь лет, в течение которых ее будут предлагать и продавать реальным пациентам.
Сейчас такое одобрение получили уже несколько тысяч методов клеточной терапии. Сколько из них могут оказаться опасными для пациентов, неизвестно. Сколько из них действительно помогут людям, пока неясно. Равно как неясно и то, на какие еще шаги придется пойти Японии, чтобы удержать свои позиции на поле регенеративной медицины под натиском других биотехнологических гигантов.
Читать все материалы автора >>
