Профессор-биоинженер Дрор Селиктар: Еще несколько лет - возможно, от пяти до десяти, - и мы сможем увидеть систематическую замену простых органов
Интервью
Израильский профессор-биоинженер Дрор Селиктар, создавший биоматериал, способствующий регенерации тканей человеческого организма, рассказал УНИАН о своем изобретении, можно ли будет с его помощью заменять целые органы и части человеческого тела, а также же о том, как развитие этой технологии сможет помочь в лечении рака.
Расскажите о последних разработках в сфере биоинженерии. Какими были самые захватывающие открытия последних лет?
Если говорить о нашем открытии, мы совершили его в сфере тканевой инженерии. Другими словами, мы пытаемся разработать так называемую замену поврежденным частям организма. Так сложилось, что раньше их заменяли металлическими, пластиковыми элементами, а теперь мы разработали материал, более походящий на человеческие ткани. Он создан из стволовых клеток и биоразлагаемых материалов, которые хорошо воспринимаются и не отторгаются организмом, как, к примеру, коллаген и эластин. Так, у нас уже есть наработки по регенерации тканей печени, костной ткани, а также хрящей, которые являются мягкой тканью, сложно поддающейся восстановлению. Также мы намерены регенерировать более сложные ткани, такие как сердечная мышца.
Вы рассказываете о научном открытии, либо подобные операции уже были проведены?
Если говорить о стратегии восстановления тканей на клиническом уровне, у нас есть некоторые достижения. К примеру, мы провели уже более сотни операций по восстановлению хрящей. Или кожа - люди получают инженерно-модифицированную кожу, созданную из клеток.
Операции же по замене отдельных органов более сложные, и до момента, пока они достигнут клинического уровня, должно пройти какое-то время. Но мы уже провели несколько захватывающих, в каком-то смысле даже экспериментальных операций. К примеру, у нескольких пациентов уже заменили мочевые пузыри на те, что были искусственно созданы из клеток.
Некоторые ткани проще других поддаются восстановлению, и потому такие операции раньше становятся доступными для большого количества пациентов.
Как вы думаете, когда станет возможным восстанавливать целые органы и даже части тела?
Мы приближаемся к этому. Еще несколько лет - возможно, от пяти до десяти, - и мы сможем увидеть систематическую замену простых органов. К примеру, трахеи, или того же мочевого пузыря. Такие ткани, как кожа, уже «выращиваются» и используются в медицине.
Но инженерная модификация более сложных органов, с более сложной структурой, которые тяжело воспроизвести в лаборатории - таких как почки - будет более долгой.
Также стоит смотреть на этот вопрос с точки зрения бизнеса, поскольку компании, занимающиеся выращиванием этих органов, должны быть прибыльными. Создание заменителей тканей из клеток и разлагаемых биоматериалов - очень затратно и постоянно сталкивается с различными регуляторными ограничениями. Потому иногда, даже когда есть готовый продукт, дальнейшего его развития и продвижения не происходит из-за того, что это невыгодно.
В каких странах уже сейчас проводятся операции по восстановлению простых тканей?
Израиль на сегодня - ведущая страна по внедрению подобных передовых технологий. Исследовательская, предпринимательская среда в Израиле помогает продвигать и переводить эти научные разработки на уровень больниц и доносит их непосредственно до пациентов. Также эта технология активно развивается в США. Там было проведено много успешных операций.
Можете ли вы сказать, насколько они дорогостоящие?
Думаю, не слишком дорогие. Если, к примеру, клеточная терапия, может стоить около 40 или 50 тысяч долларов, то стоимость операции по внедрению нашего биоматериала для восстановления коленного хряща не превышает несколько тысяч долларов. То есть, она намного дешевле по сравнению с другими экспериментальными видами лечения, которые сейчас используются в этой сфере.
Расскажите, как зарождалась идея создания этого материала, замещающего человеческие ткани? Как вы пришли к этому открытию?
Я работал над докторской диссертацией в сфере тканевой инженерии кровеносных сосудов. Это было более двадцати лет назад. Мы пытались создать кровеносный сосуд, который можно было бы использовать при операции на открытом сердце. Сегодня хирурги используют трансплантаты из вен - к примеру, из рук, или ног - они берут вену или артерию и используют ее, но это очень болезненный процесс. Мы пытались создать инженерно-модифицированный кровеносный сосуд, который можно было бы использовать в ходе этой операции. Но на этом пути существует множество преград, это очень сложно.
Я помню, когда только начинал свои исследования на докторантуре, мой куратор сказал, что тканевая инженерия кровеносных сосудов - это вопрос, как минимум, десяти лет. И когда я закончил свою диссертацию и презентовал результаты исследования, помню, он отметил, что мы далеки от этого даже не на десять, а, минимум, на пятнадцать лет. Я тогда почувствовал, что пройдет слишком много времени до момента, пока мы не увидим подобные решения в клиниках.
Когда я закончил диссертацию, решил, что буду работать над тем, чтобы эти наработки вошли в жизни людей быстрее - в течение пяти лет, или даже меньше. И сфокусировался на технологиях, которые очень быстро доходят до пациентов. И когда я начал работу, ко мне пришла идея создания биоматериала, который можно использовать в случае повреждения хрящей, к примеру, на колене. Это не так опасно, потому что, если речь идет об инженерно-модифицированных кровеносных сосудах, они могут протекать и ставить жизнь пациента под угрозу. А на колене имплантировать что-либо намного проще, и такое решение намного быстрее выйдет на клинический уровень.
Так, я начал изучать этот материал, мои наработки были успешными, и сегодня операции с использованием этого материала были проведены на более, чем ста пациентах - некоторые в Израиле, некоторые в Европе, некоторые в США. Потому это большой прорыв.
Расскажите, пожалуйста, больше об этом материале...
Это разлагаемый материал. Когда его помещают в тело, он так же не вечен, как и наши настоящие ткани. Но его уникальность заключается в том, что, когда он разрушается, разлагается, он набирает стволовые клетки, которые и приводят к восстановлению той области, в которую помещается имплантат.
Таким образом, если имплантат помещается в колено, материал разлагается и приводит к восстановлению коленного хряща. В этом, собственно, и заключается уникальность этого материала - он позволяет набирать стволовые клетки в определенном месте без их непосредственного введения.
А как вы тестировали материал на этапе открытия?
У нас были очень четкие инструкции. Первые тесты мы проводили в лаборатории, используя клетки в искусственных тканях. Как только мы увидели, что материал безопасен на этом уровне, начали изучать, как на него реагируют организмы маленьких животных: крыс или мышей. Когда мы увидели, что и в этих случаях все в порядке, перешли на более крупных животных. Мы провели операции на коленных хрящах более чем шестидесяти козлов, и более года наблюдали, приводит ли материал к восстановлению поврежденных тканей. И как только мы убедились, что он безопасен и эффективен, мы начали оперировать людей.
Первую операцию на колене человека мы провели в 2009 году - это был молодой 35-летний мужчина из Германии. И с тех пор нашими пациентами стали, думаю, более 110 людей.
Был ли этот проект успешным с самого начала, либо вы можете рассказать о каких-нибудь неудачах, которые настигли вас на этом пути?
На этапе клинических исследований, когда мы уже начали проводить операции на людях, этот проект изначально был очень успешным. Когда мы ставили тесты на животных, это тоже всегда было безопасно, мы не получали никаких тревожных сигналов. Но проблема подобных тестов заключается в том, что иногда они не отображают, как материал поведет себя в человеческом организме.
Бывали случаи, когда, исследуя реакцию человеческого организма, мы обнаруживали, что в нем материал становится даже более эффективным, чем в животном. Потому это всегда вызов - правильно оценить результаты таких испытаний.
Но безопасность - критически важна на каждом этапе исследований. Если бы мы обнаружили риски, то, конечно же, остановились бы.
Возможно, вы слышали также о других захватывающих открытиях в сфере биоинженерии, которые были сделаны в последнее время, и в будущем могут вывести медицину на совершенно другой, невообразимый нынче уровень?
Я считаю, что все исследования в сфере стволовых клеток имеют огромный потенциал. Мы совершаем все больше и больше открытий, и узнаем, какими удивительными свойствами эти клетки обладают.
Конечно, самым большим достижением было взять обычную зрелую клетку из организма - из волос, кожи, не важно, - и вывести из нее стволовую. Это так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
И хоть этой технологии насчитывается уже более десяти лет, она стала огромным прорывом во всей сфере, потому что индуцированная стволовая клетка может заменить любую клетку в организме и помочь в лечении сердечных либо нейродегенеративных заболеваний (заболевания нервной системы, для которых характерна прогрессирующая гибель нервных клеток, к примеру, деменция или нарушение двигательной функции - УНИАН).
Я думаю, за этими технологиями огромное будущее, но прежде чем выходить на новый уровень в медицине, мы должны убедиться, что все безопасно.
Какой вы видите медицину будущего - через двадцать, тридцать лет?
Думаю, самое интересное заключается в том, что люди, у которых отказывают определенные части организма, смогут получить лечение.
Сейчас, например, те же коленные суставы, можно заменить разве что сложными конструкциями из металла и пластика. В будущем, я сомневаюсь, что мы сможем заменять их имплантатами из мягких тканей и клеток. Но, возможно, врачебное вмешательство на ранних стадиях заболеваний позволит остановить их развитие и смягчить последствия настолько, что нужда в металлических имплантатах попросту отпадет.
Также это применимо к сфере кардиохирургии - к примеру, «замене» сердечного клапана, или любых других частей сердца. А также мозг. Возможно, в будущем мы сможем останавливать развитие деменции, болезни Альцгеймера, Паркинсона и многих других заболеваний, которые вызывает вымирание тканей. Если мы сможем восстанавливать хотя бы малую их часть, это будет здорово.
Также мы сможем восстанавливать мышечную функцию в случае такого заболевания как мышечная дистрофия, при котором мышцы из-за генетических проблем начинают атрофироваться.
А если говорить о раке, могут ли ваши наработки стать базой для дальнейших исследований в поисках эффективного лекарства?
Да, я думаю, эти наработки могут помочь разрешить некоторые загадки вокруг рака. Человеческий организм - это очень сложная система, и нет полного понимания, что приводит к развитию этого заболевания. Но если мы сможем создавать ткани отдельно от человеческого тела и поражать их раком, мы сможем использовать их как модели для изучения течения болезни. Возможно, мы сможем получить важное знание о раке, которое позволит предотвратить его развитие.
Таким образом, при дальнейшем развитии сферы биоинженерии, когда большинство неотвратимых и в настоящее время смертельных болезней можно будет вылечить, люди смогут жить намного дольше. То есть, ваше открытие является по сути революционным...
Главная цель медицины - предотвращать смерть, конечно же. Но жить долго - не всегда значит жить хорошо. Потому сразу же возникает фактор качества жизни. Мы работаем в первую очередь над тем, чтобы повысить это качество. Думаю, люди будут жить дольше, не только потому что они будут здоровы, но и потому что у них будут на то причины. Ведь если долгое время терпеть боль, жизнь теряет краски.
Напоследок, что, по вашему мнению, необходимо для того, чтобы все фантастические сценарии, которые мы обсудили, скорее воплотились в реальность?
Обществу необходимо поддерживать подобные исследования - они не должны заканчиваются в университетах. Очень важно, чтобы полезные наработки выходили на клинический уровень. А для этого необходима благоприятная среда для развития стартапов, чтобы компании заходили на рынок, использовали эти технологии, проводили дорогостоящие клинические испытания, и, в конце концов, создавали продукт, который впоследствии выйдет на рынок.
Надежда Бурбела
