Вадим Зорин, врач-биофизик: «Те, кто говорят, что банки хранения пуповинной крови наживаются на страхах родителей, — умственно отсталые»

Стволовые клетки и будущее медицины

— Регенеративная медицина сегодня, пожалуй, самое быстро развивающееся направление медицины. Уже можно сказать, что в перспективе это станет панацеей от всех болезней?

— Вопрос на миллион. Новые перспективные направления появились совсем недавно. В 1967 году была проведена первая трансплантация сердца на человеке. Но из-за нехватки донорских органов и риска отторжения трансплантатов ученые и врачи начали разрабатывать альтернативные стратегии регенеративной медицины. Вместо замены целого органа можно трансплантировать биологически компетентные клетки или же сконструированные ткани или же стимулировать стволовые клетки тканей организма с целью восстановления утраченных функций этих тканей и органов. Существуют и другие подходы, например, можно взять трупный орган, к примеру, мочевой пузырь, убрать чужеродные клетки (этот процесс называется девитализация), оставив только каркас — матрицу, и нанести (заселить) на него аутологичные клетки пациента (весь процесс протекает в специальном стерильном реакторе-инкубаторе) и орган готов к пересадке. Но это всё реально пока только для «простых» органов и, на мой взгляд, все же времязатратно и технологически нерентабельно, чтобы пустить на поток. Нужны более простые подходы.

Разрабатываются уже технологии тканевой инженерии и ксенотрансплантации (пересадка органов от животных человеку — «Хайтек»), точнее создание животных-химер с человеческими органами. Это стало возможным благодаря революционному прорыву в области клеточной биологии — перепрограммированию зрелых клеток в эмбриональное состояние для получения так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. И столь же фантастический прорыв в генной инженерии — редактирование генома с помощью CRISPS-Cas9, так называемые генетические ножницы. Сочетание клеточных и репродуктивных технологий вместе с редактированием генома открывает совершенно уникальные возможности, как в лечении наследственных заболеваний, так и при создании донорских органов.

Трудно сказать однозначно, панацея это или нет. Но генная инженерия тоже относится к регенеративной медицине, дает мне основания полагать, что именно она продвинет методы лечения различных наследственных заболеваний, модифицируя геном на уровне эмбриона, или отдельных групп соматических клеток. Китайские ученые, например, используя технологию CRISPR, изменили ДНК у эмбрионов девочек-близнецов, чтобы предотвратить их заражение ВИЧ.

Тканевая инженерия — подход к созданию имплантируемых тканей и органов, использующий структурно-функциональные взаимодействия в нормальных и патологически измененных тканях при создании биологических заместителей.

CRISPR-Cas (CRISPR/Cas9) — технология редактирования геномов высших организмов, базирующаяся на иммунной системе бактерий.

Бластоциста — ранняя стадия развития зародыша млекопитающих, состоит из нескольких десятков клеток.

Про эстетическую медицину и будущее клеточных технологий

— Что сейчас применяется для коррекции возрастных изменений кожи?

— Нам с Аллой (Алла Зорина, супруга Вадима Зорина, главный специалист по применению клеточных технологий Института стволовых клеток человека — «Хайтек») часто задают вопрос: «Что лучше для коррекции возрастных изменений кожи — дермальные фибробласты или мезенхимальные стволовые клетки (МСК)?» Я лично вздрагиваю от таких вопросов. Понимает ли спрашивающий, о каких клетках он говорит, особенно в отношении МСК?

Речь идет об одних из самых изучаемых и популярных на сегодня стволовых клетках, изначально выделенных из костного мозга. Их открыли и описали в 1960–1970 годы Фриденштейн и Чайлахян с коллегами. Изначально эти клетки назвали стромальными механоцитами, или стромальными клетками-предшественниками (спустя почти три десятилетия они получили свое современное название — МСК). Более того, такие стволовые клетки можно обнаружить только в костном мозге. Все другие нескелетные ткани и органы, в которых, как считается, присутствуют МСК (например, мышцы, плацента, жировая ткань, пульпа зуба, кожа и другие), отличаются по своему эмбриональному происхождению от скелетных, не участвуют в развитии скелетной системы, не обладают скелетогенными свойствами, которые могут быть проанализированы in vivo, и не ведут свое происхождение от скелетных прогениторных клеток, находящихся в костном мозге. Поэтому нужно четко понимать, о каких МСК идет речь.

Дермальные фибробласты — главный клеточный компонент основного слоя кожи, дермы. Их функция состоит в продукции, организации и обновлении компонентов дермы. После трансплантации фибробласты активно и в течение длительного времени синтезируют основные компоненты — коллаген, эластин, гиалуроновую кислоту и другие.

Мезенхимальные стволовые клетки являются предшественниками целого ряда тканей человека и имеют широкий спектр возможного применения в регенеративной медицине. Обнаружены и могут быть выделены из различных источников (костного мозга, жировой ткани, плаценты и пупочного канатика, пульпы молочного зуба, печени).

Скелетогенные свойства — способность клеток к формированию костей.

Александр Фриденштейн — советский ученый, гистолог, гематолог, иммунолог, член-корреспондент АМН СССР и РАМН.

Рубен Чайлахян — доктор медицинских наук, профессор, заведующий лаборатории стромальной регуляции иммунитета Института ‎‎эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи РАМН.

На сегодняшний день нет даже оснований для такого сравнения, поскольку не проведены соответствующие клинические исследования с МСК, а значит, нет и доказательной базы. Поэтому ответ на ранее заданный вопрос — конечно, дермальные фибробласты! Это зрелые клетки кожи, отвечающие за синтез столь важных для кожи коллагена, эластина, гиалуроновой кислоты. Именно фибробласты, по образному выражению Соррела и Каплан, — ключевое звено в биологии кожи, к тому же, безопасность и эффективность этих клеток для коррекции возрастных изменений кожи доказаны. Что же касается МСК, то не всё так просто, чтобы легкомысленно на эту тему рассуждать, ибо, как я уже сказал, МСК — МСК рознь.

Майкл Соррелл — руководитель биологического отделения Центра исследований скелета в Университете Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, штат Огайо, США.

Арнольд Каплан — профессор биологии и директор Центра исследований скелета в Университете Кейс Вестерн Резерв.

— Можно ли сказать, что универсальных МСК не существует?

— Отсутствие стандартизации характеристик этих клеток остро ставит вопрос, какие же всё-таки свойства МСК необходимы для получения конкретных и воспроизводимых результатов. Несмотря на то, что некоторые минимальные критерии всё же разработаны и описаны, именно они и привели к ошибочному представлению о том, что клетки, удовлетворяющие этим критериям, и есть истинные и равнозначные по своим свойствам МСК.

Вопрос до сих пор остается открытым. Слишком много вводных — клеточный источник (МСК из разных тканей не равнозначны по фенотипическим и функциональным свойствам), возраст донора (качество МСК снижается с возрастом), методы выделения, выбор среды для культивирования (разная экспрессия генов в зависимости от культуральных сред и субстрата для культивирования), пассаж клеточной культуры, условия хранения и многое другое. Всё это значительно влияет на свойства и терапевтический потенциал МСК. Следует учитывать, что введенные в ткань клетки без предварительной индукции в определенном дифференцировочном направлении оказывают только паракринный эффект за счет продуцируемых ими экзосом и факторов роста цитокинов, но и его эффективность также зависит от качества используемых клеток. Всё это должно быть учтено при получении клеточного продукта и проведении как фундаментальных, так и клинических исследований. Никакие голословные утверждения о клиническом использовании МСК без документально представленных характеристик клеток и результатов доклинических и клинических исследований не могут быть приняты на веру.

Экспрессия генов — процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в РНК или белок.

Пассаж клеточной культуры — единичная микробиологическая операция, осуществляемая с клетками и клеточными линиями при посеве их на субстрат для дальнейшего культивирования.

Дифференцировочное направление — означает, что стволовые клетки человека могут быть дифференцированы в любую необходимую ткань: нервную, костную, мышечную или эндокринную.

Паракринный эффект, оказываемый клетками — влияние факторов роста и цитокинов, продуцируемых клетками на близлежащие ткани.

Экзосомы — микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром 30–100 нм, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов.

Цитокины — небольшие информационные молекулы, выделяемые на поверхности клетки А и взаимодействующие с рецептором находящейся рядом клетки В.

Универсального клеточного продукта на основе МСК не существует. Должны быть клеточные продукты, основанные на высококачественных тканеспецифических МСК, полученных с помощью надежных стандартизированных методов клеточного процессинга. В этом, на наш взгляд, и есть будущее клеточных технологий с применением МСК. Работа в этом направлении сегодня идет полным ходом во многих ведущих лабораториях и клиниках мира, ведь регенеративный, противовоспалительный и иммунорегуляторный эффекты этих клеток действительно впечатляющи.

Банки пуповинной крови

— Как вы относитесь к ставшим популярными банкам пуповинной крови?

— Замечательно отношусь, они просто необходимы. Стволовые клетки (гемопоэтические, ГСК) пуповинной крови, которую собирают из пуповины после ее отделения от новорожденного. Эти клетки можно использовать для лечения онко- и других заболеваний крови, а также заболеваний иммунной системы как самого ребенка, так и его ближайших родственников.

Донорство костного мозга для лечения онкогематологических заболеваний – это уже классика, существующая с 1968 года. Донором костного мозга можно быть только до 45 лет, поскольку стволовые клетки тоже стареют.

Ребенок же рождается, из пуповины собирают пуповинную кровь и отправляют в специализированную лабораторию, где из нее выделяют так называемую мононуклеарную фракцию, содержащую, в том числе, и гемопоэтические стволовые клетки, их передают в банк, и это — настоящая биологическая страховка. Если ребенок заболевает лейкозом, вылечить его — значит осуществить поиск подходящего донора по регистру доноров костного мозга, а это целая история. Имея клетки собственной пуповинной крови, их можно извлечь из криохранилища и незамедлительно использовать. Будущие родители должны знать о биостраховании своего ребенка — хранении ГСК пуповинной крови и если есть возможность — обязательно сохранять эти клетки. В России только 0,3% семей пользуются услугой биострахования, тогда как в Европе и США — более 4%, тем более что сейчас учёные могут в 300 раз! (что важно для решения проблемы малых доз стволовых клеток) увеличивать количество ГСК пуповинной крови, так что за лечением стволовыми клетками будущее медицины.

Например, в Медицинском университете Дьюка ежегодно проходит порядка 4 тыс. трансплантаций гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови, и в США разрешено применение препаратов на их основе для лечения пациентов с заболеваниями крови, врожденным и приобретенным иммунодефицитом.

Сейчас во всем мире это коммерциализированная вещь, вы платите небольшие деньги, порядка 80 тыс. рублей за процессинг, и потом за хранение в течение 3–10 лет, продлевая хранение в дальнейшем. В жидком азоте это хранится без всяких проблем. Во всем мире проводятся клинические исследования по применению гемопоэтических стволовых клеток для лечения других нозологий, например, болезни Паркинсона или аутизма.

Сейчас в мире 10 первых лидеров банков хранения стволовых клеток содержат свыше 4 млн образцов пуповинной крови. Эти клетки применяют для лечения более 90 гематологических заболеваний, проводятся 300 клинических исследований по применению гемопоэтических стволовых клеток для других нозологий.

— Ряд известных ученых отзывается о банках пуповинной крови исключительно как о мошенниках, безжалостно наживающихся на страхах родителей. Какой, по вашим данным, процент востребованности пуповинной крови из банков?

— Скорее все же это не ученые, а журналисты. Мое мнение: те, кто говорит, что банки хранения наживаются на этом, — умственно отсталые. Это абсолютно чушь собачья. Да, это бизнес, хлеб продавать — тоже бизнес, но нельзя сказать, что на торговле хлебом или докторской колбасой бизнес «нагло наживается». Журналисты любят всё раздуть. Многие считают, что стволовые клетки — это очень плохо. Как же это может быть плохо, если только с помощью гемопоэтических стволовых клеток лечат онкогематологические заболевания уже более 50 лет? Просто они не понимают сути стволовых клеток. На самом деле нет какой-то одной универсальной стволовой клетки в организме. Есть тканеспецифичные стволовые клетки, в костном мозге гемопоэтические, мезенхимальные и другие.

Зачем утилизировать то, что бесценно? Например, кому-то не повезло — денег не оказалось, родители не понимали, зачем, или по какой-то причине они думали, что образец крови их ребенка утилизировали. На самом деле не найдется «идиота», который выкинет такой драгоценный биоматериал. Напротив, этот материал назовут неперсонифицированным образцом пуповинной крови, тщательно проверят на контаминацию, и если всё в порядке — кровь забанкируют. Эти клетки кому-то обязательно пригодятся, но уже не этому ребенку, к сожалению.

За рубежом трансплантация гемопоэтических стволовых клеток стоит порядка $150–250 тыс., просто вдвойне безумно это не использовать. Чтобы не повторяться — это классно и это обязательно нужно! За лечением стволовыми клетками — будущее медицины!

Работа и семья

— Вы строите работу и бизнес вместе с женой. Как вам удается такая коллаборация и нет ли на этом фоне каких-то конфликтов?

— Мы просто нестандартные ребята, поэтому всё так получилось. Закончили Томский медицинский институт, медико-биологический факультет: Алла — врач-биохимик, а я — врач-биофизик. Нам дали два образования: медицинское и биологическое, и мы работаем на этом стыке, в отличие от чистых биологов или медиков. И поскольку нас готовили для работы в лабораториях или научных организациях, мы получили очень хорошую базу. Плюс у нас была возможность писать диплом в любой точке Советского Союза.

Я поехал в 1983 году Москву и так получилось, что попал в лабораторию иммунохимии НИИ Канцерогенеза Российского Онкологического научного центра имени Н.Н. Блохина и диплом писал по моноклональным антителам. В те годы даже название такое знали единицы. Через шесть месяцев на кафедре биофизики в Томском медицинском институте я защитил дипломную работу: “Иммунодиагностика эритролейкозов человека на основе моноклональных антител”. Это вообще была первая дипломная работа в тогда ещё СССР и мне тут же предложили защитить кандидатскую. Алле тоже повезло, она попала в целевую аспирантуру, что было совсем круто, в лабораторию к Фриденштейну Александру Яковлевичу, тому самому, который вместе с Чайлахяном открыл мезенхимальные стволовые клетки. Это было колоссальное везение.

НИИ канцерогенеза российского онкологического научного центра имени Блохина — крупнейшая онкологическая клиника России и Европы, а также одна из самых крупных онкологических клиник в мире. В Центре представлены все существующие виды помощи взрослым и детям с онкологическим заболеваниями. В НМИЦ работает более 3 500 человек.

Моноклональные антитела — антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы.

Нам повезло, мы попали в лучшие научные школы в то время, как российские, так и мировые. Эти школы нас сделали, именно там нам были «поставлены» мозги и руки. После того, как Алла закончила аспирантуру, мы начали работать вместе, что позволило быстро решать многие проблемы и нам это понравилось. Конечно, притирки определенные были, но быстро прошли.

Мы общаемся, конечно, не 24 часа в сутки. Но живем вместе уже 39 лет, со студенческой скамьи. И тема разговоров у нас одна и та же, про любимое дело. Каждое утро и каждый вечер, и нам интересно. Много читаем, любим театр, любим путешествовать — столько красивых мест посмотрели, любим спорт, но при общении, так или иначе, всегда возвращаемся к работе. Потому что работа — наше детище, как не говорить о ребенке, которого ты любишь, которого ты вырастил? Это никогда не бывает скучно. Мы пишем совместные статьи, книги, ведем мастер-классы для врачей-косметологов. Если вы видите у меня посты в Facebook, я их генерирую, пишу, Алла их редактирует, почти как Ильф и Петров. Такое бывает очень редко, и меня часто спрашивают, как же можно еще и работать с женой. Да я бы не смог иначе, мне просто очень повезло в жизни. Алла очень системна, имеет превосходные аналитические мозги, доводит все наши идеи до конца.

Если у тебя классная школа — она ставит правильно мозги, и ты потом можешь работать с женой, с чертом, с кем угодно. С женой, конечно, лучше. Главное, чтобы этот человек тебя понимал, чтобы вы были на одной волне.

Вадим Зорин, врач-биофизик

Государство и биотехнологии

— Большинство наукоемких и технологических отраслей в России жалуются на отсутствие кадров. В биотехнологиях с этим тоже беда?

— Найти кадры для биотеха в России очень сложно. Например, биотехнолог у нас ушел в декрет, за полгода прошли шесть специалистов, и ни один из них не устроил. Молодые ребята, 22–25 лет, заканчивают биофак и им некуда идти. Если ты не защитил кандидатскую, ты вообще никто и никому не нужен. Необходимо попасть в какую-то серьезную компанию, научиться чему-то полезному, или устроиться в какой-нибудь государственный институт при Академии Наук, чтобы защититься. После защиты есть три возможности: остаться в отечественной научной лаборатории и сделать научную карьеру, если у тебя есть настрой и соответствующие данные, уйти в крупную биофарм-компанию или уехать работать за рубеж. Пока у нас еще есть школы по молекулярной биологии, где молодые и перспективные ребята защищаются. Кто-то, конечно, остаётся, но многие все же уезжают, поскольку здесь они получают несоизмеримо меньше, чем за рубежом, да с жильем там проще.

Да, «Сколково» создало свой биотехнологический кластер, и там есть несколько зарубежных (отечественных) ученых, которые приехали на очень хороших условиях, сохранив при этом работу у себя и за рубежом. Они набирают толковых ребят, эти ребята проходят стажировку и здесь, и за рубежом и далее у них есть хороший выбор..

— У вас нет сотрудников из-за рубежа?

— Нет. Им же надо создать условия, жилье и прочее. В любом случае он не сможет получать такие же деньги. Люди там получают в 1,5–2 раза больше, чем у нас, поскольку это большие биотехнологические компании. Сюда никто не поедет работать.

— Государство как-то помогает в исследованиях или же, наоборот, не понимает, опасается и пытается их всячески ограничить?

— Технологически в России всё пока примитивно. Я утрирую, конечно, но суть примерно такая. Начиная от компьютеров и заканчивая ламинарными (биологически безопасными — «Хайтек») шкафами, микроскопами, реактивами, пластиком, питательными средами — всё импортное. Соответственно, весь бизнес клеточных и генно-инженерных технологий зависит от зарубежных поставщиков и весь биотехнологический сектор зависит от курса доллара, который все растет. На Западе, например, если мне нужен какой-то реактив или сыворотка, я пишу на него заявку, и завтра это всё стоит у меня на столе. Здесь же, в России, на заказ уходит от трех до шести месяцев. Но это не значит, что нужно брать и уезжать. На готовом процветать и дурак может, ты попробуй создай свое дело в тех условиях, которые есть, и это некий вызов, что ли, и он по-своему интересен.

— Как изменить эту ситуацию, чтобы кадры не уезжали от нас и приезжали к нам?

— Хороший вопрос. Изменить подходы вообще. Полностью. Во-первых, отношение к образованию и к науке в стране, потому что без хорошего образования никуда. Просто необходима хорошая тренировка мозгов. Все эти современные экзамены, все эти ЕГЭ, на мой взгляд, не тренируют мозги, они лишь развивают способность отвечать на те или иные вопросы без тренировки мышления.

Если я в разговоре с современным учителем спрошу, какие книги он читал из классиков, он назовет максимум 10–15. Моя мама 41 год преподавала в школе, у нее огромная библиотека, сотни книг, которые она все прочла. Правильная литература развивает мозги, ты привыкаешь читать, думать, и это очень важно! Во-вторых, если ты идешь в российскую науку, то среднегодовой доход у тебя будет весьма скромный, наука не для зарабатывания денег. Если ты, занимаясь наукой, хочешь 3–4 детей — это нонсенс, ты их не прокормишь и не дашь хорошего образования. Поэтому, конечно, жизненно необходимо хорошее финансирование науки.

Нет приемлемых условий для ученых, особенно для молодых — нет и науки в стране, будет продолжаться утечка мозгов. Без науки наша страна неконкурентоспособна вообще. Мир стремительно движется вперед, а у нас, особенно в биотехе, колоссальное отставание, и надо обязательно догонять. Если в ближайшие годы ситуация не поменяется, всё будет очень печально.