«Запчастини» для людини

Якщо говорити мовою офіційного повідомлення Шведської королівської академії наук, британський вчений Джон Гeрдон і японський науковець Сінья Яманака отримали Нобелівську премію за “відкриття можливості перепрограмування зрілих клітин у плюрипотентні”. По-простому — за доведення можливості штучного отримання стовбурових клітин. Стовбурові клітини тепер, як кажуть, у багатьох людей на слуху. З ними пов’язують надії на революційні зміни у медицині, коли можна буде вирощувати поза межами організму “запчастини” для тіла людини. Розтлумачити “на хлопський розум”, що таке стовбурові клітини і в чому суть наукового прориву нобелівських лауреатів, погодився завідувач відділу Інституту біології тканини НАН України, доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Ростислав Стойка.

— У нашому організмі, — каже Ростислав Степанович, — є невелика кількість клітин, які не мають свого “обличчя”, своєї спеціалізації, але мають необмежений потенціал розвитку і розмноження. За певних обставин вони можуть розвинутися у клітини будь-якої тканини чи органа. Якщо ці “невизначені” клітини помістити, скажімо, у серцевий м’яз, то вони набудуть ознак клітин серцевого м’яза, в головному мозку — клітин цього життєво важливого органа. Мова — про так звані стовбурові клітини.

- Скільки взагалі клітин у нашому організмі?

— Як на дуже складний організм людини — не так вже й багато, 85 трильйонів. Але щодня відмирають понад десять мільярдів клітин. На місце відмерлих і пошкоджених стають нащадки стовбурових клітини.

- Скільки разів може ділитися клітина, що виникає зі стовбурової?

— Може бути 50-150 поділів. Генетична програма усіх клітин, за винятком стовбурових, багатьох ракових і незначної кількості інших типів клітин функціонує так, що в хромосомах клітина вкорочується на своїх кінцях (теломерах) із кожним поділом. Оскільки зі старінням клітини (а її “вік” визначається кількістю поділів клітини на її життєвому шляху) в її генетичному матеріалі (ДНК) накопичуються мутації з негативними наслідками. Така «постаріла» (а також пошкоджена зовнішніми чинниками чи інфікована деякими небезпечними вірусами) клітина вдається до апоптозу. Це — своєрідне “самогубство” клітини з тим, щоб не допустити перетворення генетично ушкоджених клітин у ракові. Отже, клітина мікроскопічних розмірів (10-20 мікрометрів) за допомогою апоптозу дбає про здоров’я цілого організму.

- Який прорив у біологічній науці здійснили нобелівські лауреати 2012 року?

— Ще 1962 року Джон Гердон провів експеримент, замінивши ядро (тут міститься епентичний матеріал у вигляді ДНК) заплідненої яйцеклітини жаби на ядро, взяте зі спеціалізованої клітини її ж кишечнику. В результаті з багатократного поділу такої зміненої яйцеклітини згодом розвивалися нормальні пуголовки. Пізніше подібний експеримент здійснили з використанням заплідненої яйцеклітини миші, і також було одержано повноцінний організм цього виду тварин. Цими дослідами вчений довів, що у геномі (сума усіх генів певного виду організму) вузькоспеціалізованих клітин зберігається інформація, якої цілком достатньо для забезпечення функціонування усіх інших клітин складного організму. Другий лауреат Нобелівської премії Сінья Яманака, значно молодший за віком, у 2006 році опублікував результати досліджень, якими довів, що активувавши функціонування лише чотирьох генів так званих транскрипційних факторів (це — регулятори інтенсивності функціонування генів) клітин сполучної тканини, їх можна перетворити на стовбурові клітини, з яких надалі можуть розвиватися будь-які клітини тканин та органів людини.

- Йдеться про майбутню альтернативу традиційній трансплантації органів?

— Саме так. По-перше, бракує донорських органів — нирки, серця, печінки, суглобів, очей, і цей дефіцит лише зростатиме. По-друге, операції з пересадки органів надзвичайно дорогі. Під час цих операцій доводиться використовувати імуносупресанти, необхідні для пригнічення імунної системи, щоб не було відторгнення чужорідного органа. Далі, сучасна людина настільки інфікована, насамперед вірусами, що, замінивши якийсь орган, можна привнести в організм людини загрозливу інфекцію. Людина з пригніченим імунітетом може банально підхопити запалення легенів чи іншу інфекцію. У той же час, трансформувавши власні клітини пацієнта у стовбурові, ми уникаємо необхідності застосування імуносупресантів під час трансплантації.

- Чи є вже приклади вирощування зі стовбурових клітин цілих органів людини, скажімо, серця, печінки, нирок?

— Найближче до успіху — «вирощування» поза організмом штучної нирки. Описані приклади (поки що експериментальні) вирощування зі стовбурових клітин високоспеціалізованих спермальних клітин, клітин імунної системи, клітин тканин шкіри. Останні незамінні під час усунення негативних наслідків масштабних опіків поверхні тіла людини.

- Кажуть, наука повинна прораховувати можливі віддалені ризики тієї чи іншої новації...

— Так, крім уже згаданих, одна із серйозних небезпек полягає в можливості перетворення трансплантованих стовбурових клітин у злоякісні пухлинні клітини, які, до речі, також мають відносно необмежений потенціал до розмноження.

- І все ж таки, можна сподіватися, що років через 50 заміна хворих людських органів на нові, вирощені зі стовбурових клітин, стане звичною практикою?

— Думаю, це станеться значно раніше, років через 10.

З досьє «ВЗ»

Ростислав Стойка народився 23 травня 1950 року. Закінчив з відзнакою біологічний факультет Львівського державного університету імені Івана Франка, де зараз є професором кафедри біохімії. Фахівець у галузі біохімії, клітинної та молекулярної біології. Започаткував в Україні дослідження механізмів запрограмованої клітинної смерті — апоптозу. Працював у наукових центрах США, виконував наукові проекти Королівської академії наук Швеції. Співавтор шести монографій, у т.ч. «Апоптоз і рак: від теорії до практики».