330 тысяч $ за гамбургер
Весь мир обсуждает очередную сенсацию: недавно в Лондоне был представлен первый в мире бургер из выращенного в искусственных условиях мяса. Нидерландские ученые использовали для этого стволовые клетки коровы: в специальных пробирках вырастили мышечные волокна, из которых и был приготовлен бургер.
В изготовление искусственной котлеты было вложено ни много ни мало — 330 тысяч долларов. Однако авторы идеи считают, что это только начало, и через 10—20 лет искусственное мясо будет массово продаваться в любом супермаркете по вполне доступным ценам.
Что это — мощный прорыв в развитии биотехнологий? Или просто безумно дорогая
котлета — очередной, пусть любопытный, но все же околонаучный эксперимент? Что думают по этому поводу российские ученые? В каком направлении ведутся работы по исследованию стволовых клеток в нашей стране? Чего удалось добиться? Об этом наш сегодняшний разговор с одним из ведущих российских ученых, изучающим стволовые клетки уже 40 лет, доктором медицинских наук, заместителем директора Екатеринбургского Института иммунологии — Борисом Юшковым.
— Борис Германович, не хотелось бы вам попробовать этот «бургер для миллиардеров»?
— Признаюсь, не очень. К тому же те, кто уже успел попробовать, говорят, что вкус — так себе. Но дело, конечно, не в этом. Дело в том, что никакой сенсации, а тем более научного открытия, тут вовсе нет. Технологии выращивания клеток в культуре существуют уже больше ста лет. И зачем понадобилось брать для этого стволовые клетки — непонятно. Так что, все это больше похоже на надувательство. Ведь, по сути, что они сделали? Нарастили массу мышечных клеток — получилось искусственное мясо, которое добровольцы успешно съели. Но на самом деле, методика наращивания биомассы существует уже больше ста лет. Особенно преуспели в этом японские ученые при изготовлении биологического оружия, когда бактерии получали тоннами. Но для этого вовсе не надо брать стволовую клетку, способную дифференцироваться практически в какие угодно клетки и ткани, в том числе и мышечные. Для этого можно взять обычную зрелую мышечную клетку, заставить ее делиться в определенной среде и получить то, что требуется.
— То есть это то, что давно известно, когда берется кусочек ткани и наращивается?
— Да, но в данном случае им зачем-то понадобилось взять стволовую клетку… Чисто теоретически — да, это интересно. А практически — зачем мучиться, когда есть более простые способы получения мышечных волокон.
— Тогда на что они затратили 330 тысяч евро?
— На исследования, очевидно. Вообще, есть теория стволовых клеток, она успешно развивается в различных направлениях. В том числе, один из путей — обеспечение планеты продовольствием. Но такое, чисто утилитарное, «гастрономическое» применение представляется мне тупиковым. Ибо накормить людей можно гораздо более простыми и не такими дорогостоящими методами. Куда важнее развивать медицинское направление — позволяющее исцелять тяжело больных, используя стволовые клетки.
Важно то, что наша страна, наши ученые — одни из основоположников этого направления, наряду с немецкими исследователями. Сначала стройную теорию стволовых клеток разработал немецкий ученый Нейман. Затем наш Александр Максимов первым доказал существование стволовой кроветворной клетки у теплокровных животных.
Надо сказать, теория стволовой клетки развивается уже полтора века. Но шум по всему миру подняли, как известно, когда швейцарцы клонировали овечек Долли и Молли в 1970-е годы. Это, к слову, и был первый «классический» пример решения продовольственной программы. Но на самом-то деле, и опыты по клонированию проводились задолго до этого. Первой клонировали лягушку в 1950-е годы, второй — мышку, причем один из опытов был проведен в нашей стране, и до сих пор идут споры о том, кто был первым — мы или иностранцы. И только потом были нашумевшие опыты с овечками Долли и Молли.
Сегодня об этом уже не так часто вспоминают, поскольку очень быстро выяснилось, что практическая польза от клонирования — нулевая. На самом деле, самое значимое, что было достигнуто за последние десятилетия из того, что полностью базируется на учении о стволовых клетках — это пересадка костного мозга для лечения лейкоза. Вот это по-настоящему большой прорыв, хотя шума по этому поводу в обществе как раз не было, как в случае с мясом из стволовых клеток или клонированием. Впервые пересадку костного мозга сделали за рубежом в 1957 году. И за это присудили заслуженную Нобелевскую премию. Причем произвели пересадку, еще не осознавая, в чем именно состоит секрет исцеления. Но уже поняли: две патологии хорошо лечатся стволовыми клетками — это лучевая болезнь и лейкоз, опухолевые заболевания систем крови. Принцип терапии такой — опухолевые клетки облучают, убивают и трансплантируют чужие клетки костного мозга. Все клетки имеют лимит делений (так называемый лимит Хейфлика — в среднем 50 делений) и погибают, а стволовые — сами себя воспроизводят и производят другие клетки. В результате сейчас лейкоз — не такое страшное заболевание. У нас в Екатеринбурге сплошь и рядом как взрослым, так и детям пересаживают чужие клетки костного мозга. Это уже почти рутинные операции.
При этом экспериментально только в 1961 году канадцы впервые «пощупали» стволовые клетки, впервые доказали их существование.
— То есть до этого их в глаза никто не видел?
— Вы знаете, самое интересное, что по большому счету, их до сих пор никто не видел, существование стволовых клеток доказано только экспериментально. Более того, в США в последнее время появились даже научные статьи о том, что этих клеток в природе не существует. Два заседания РАН и медицинской академии в нашей стране было посвящено обсуждению реальности их существования. И даже наш выдающийся ученый, почти всю жизнь посвятивший изучению стволовых клеток Иосиф Наумович Чертков, незадолго до своей смерти выступил с докладом о том, что он не знает, что такое стволовые клетки. Некоторые ученые говорят даже о том, что само по себе учение о стволовых клетках — это как учение о флогистоне, которое привело к открытию кислорода. Но на самом деле, весь парадокс состоит в том, что если на сегодня нет методик, которые позволяют четко выявить стволовую клетку, еще не означает, что ее нет в природе. То, что мы ее не можем увидеть, это еще ни о чем не говорит. Электрон тоже ведь никто не видел, но никто в его существовании не сомневается. Ключевой вопрос в данном случае состоит в том, может ли отдельная клетка жить дольше, чем живет организм в целом. И в зависимости от ответа на него, можно логически определить, есть ли стволовая клетка. Если мы говорим, что отдельная клетка не может жить дольше, тогда она должна воспроизводиться, должна существовать система, продуцирующая эту клетку. Тогда стволовая клетка есть! Другое дело, что если мы исходим из посыла, что клетка может жить дольше, чем организм в целом, тогда стволовой клетки не существует в природе.
— Интересно, а почему вы лично и когда впервые заинтересовались изучением стволовых клеток?
— Сорок лет назад, в 1972 году. Тогда наши выдающиеся исследователи, ученые Иосиф Чертков, Андрей Воробьев подняли на щит учение о стволовых клетках, предложив новую схему кроветворения. А поскольку я занимался регуляцией кроветворения, то меня увлекли и стволовые клетки — этот удивительный, неисчерпаемый, с научной точки зрения, пласт.
— Вы упомянули, что клонирование бессмысленно, но с житейской, обывательской позиции — это же так интересно. Неужели совсем нельзя извлечь из этого никакой практической пользы? Идут же бесконечные разговоры о клонировании выдающихся деятелей культуры, ученых…
— Ну это просто смешно. Чтобы вырастить клона гения, нужно чтобы он прошел все те же стадии в развитии — ему нужно дать образование, более того, его нужно поместить в ту же социальную среду, его должны воспитывать те же родители — что нереально. Это же не овечка Долли — это человек! И не случайно клонировать людей запрещено в подавляющем большинстве стран мира. Что совершенно правильно. Так что, никаких Лениных, Сталиных, Пушкиных вырастить, по определению, сегодня уже просто невозможно. Можно только бесконечно теоретизировать на эту тему. Кем бы стал, к примеру Пушкин, в сегодняшних условиях? Менеджером по продажам собственных же произведений? Мог ли клон Льва Толстого, описывая Великую Отечественную войну 1941—1945 годов, не имея собственного опыта боевых действий, создать роман, равный «Войне и миру»? Если говорить о клонировании животных, то тут тоже, по большому счету, нет никакого смысла. Для решения проблемы недостатка все того же мяса легче вырастить стадо обычных коров, чем клонировать животных или производить искусственное мясо. Стоит ли городить огород?
— Одно время существовало предположение, что можно было бы клонировать с целью производства органов для пересадки больным людям. Но потом эту идею отвергли из этических соображений. Ибо, получается, что клона придется для этих «гуманных» целей убить….
— Это не только жестокая и нелепая идея, но и опять же бессмысленная. Ибо орган должен подойти нуждающемуся по своим физиологическим характеристикам. А это очень сложно сделать. Трансплантологи знают, как проблематично подобрать донорский орган смертельно больному. Дефицит органов возникает именно потому, что сложно подобрать совместимые. Но даже если бы было просто это сделать, думаю, человечество никогда не пошло бы на то, чтобы «забивать» для трансплантации клонов.
Более того, идея создания искусственных доноров однажды уже потерпела крах. Она связана с именем одного из прототипов Булгаковского профессора Преображенского – проф. Ильи Иванова, задумавшего получить гибрид человека и обезьяны. Мало кто помнит, что знаменитый обезьяний питомник в г.Сухуми был организован под реализацию именно этой идеи.
— А орган человеческий можно вырастить? Создали бы «фабрику» по производству «запчастей» для человека — и вот тебе вечная жизнь, заменяй пришедшие в негодность на новые и живи хоть до 500 лет…Правда, приходилось читать, что это невозможно…
— Ну, почему, это направление активно развивается. Более того, я вам скажу, что первое сердце уже вырастили ученые в Англии. Правда, эта история немного перекликается с гамбургером. Исследователи поступили очень просто: они взяли сердце крысы, вытравили из него все кардиомиоциты — получился соединительный тканевый каркас, пустой такой «мешочек». Они «заселили» его стволовыми клетками, те в свою очередь дифференцировались в кардиомиоциты — сердечные клетки, и по сути дела получилось сердце. Оно даже работало, сокращалось. Правда, когда сравнили мощность, силу сокращения, то оказалось, это всего 20% от того, с какой мощностью работает обычное здоровое сердце.
Итальянцы взяли трахею у трупа, прокультивировали стволовыми клетками и пересадили человеку. Правда, я не знаю, в итоге, чем закончилось? Жив сейчас пациент или нет — неизвестно.
Но, понимаете, дело тут опять же в другом: даже если мы научимся выращивать органы хоть сотнями тысяч, проблемы это тоже не решит. Этот путь, если не тупиковый с научной точки зрения, но мягко говоря, непродуктивный.
— Интересно, почему?
— Дело тут опять же в совместимости органов. Пересаживая орган, мы пересаживаем и чужие клетки человеку, а как они себя поведут? Остается только догадываться. Может, разовьется опухоль — может, нет. Но помнить о такой опасности надо. Да, сегодня пока размышлять не приходится: если человек при смерти (а в очереди на трансплантацию стоят сотни тысяч), есть орган, подошел по необходимым характеристикам — его тут же пересаживают. Но все равно это чужой орган, и как отреагирует на него организм, об этом нужно задумываться.
— Ну, хорошо, а если ученые научатся выращивать органы из собственных стволовых клеток человека. Будет идеальный орган — уж он-то точно подойдет…
— А сколько нужно времени, чтобы его вырастить? Мы же не можем заставить клетки размножаться с удвоенной, утроенной скоростью. По крайней мере, пока не можем. Для того, чтобы вырастить сердце младенца, нужно по меньшей мере 9 месяцев. А дни человека бывает сочтены, сколько он протянет, пока выращивают орган?
— Получается, что выхода нет? Не обманешь природу?
— Думаю, все же есть. Но для этого не надо выращивать орган, как таковой. Не надо клонировать органы и создавать фабрику по их производству. Хотя, теоретически, можно вырастить и отдельный орган, и человека в целом. Что сегодня делается, и по какому пути стремимся пойти мы в своих исследованиях? Скажем, сейчас при инфаркте миокарда уже вводят стволовые клетки костного мозга в миокард, и получают улучшение самочувствия. В Новосибирске в Институте иммунологии получают сокращающийся кардиомиоцит. То есть если орган поражен, бывает, вовсе не обязательно вырастить структурированный орган и заменить им пораженный. В иных случаях можно ввести на замену энное количество стволовых клеток, которые разовьются в кардиомиоциты и заменят пораженную часть сердца. Это в очень упрощенном виде то, чем я сейчас занимаюсь.
— Тогда, получается, все так просто?
— Если бы…Важна не сама по себе стволовая клетка, а то, куда она попадет, какое у нее будет микроокружение, ведь среда формирует направление ее дифференцировки. Сама по себе стволовая клетка — полипотентная, и может превратиться во все, что угодно. Вот мы и пытаемся создать микроокружение, которое бы позволяло, чтобы стволовые клетки дифференцировались в нужном направлении. Наши коллеги проводят такие опыты: сжимают — получается одно направление, растягивают — выходит другое. От воздействия химических веществ многое зависит. От воздействия своих и чужих стволовых клеток — также многое. Наша главная задача — научиться управлять этими процессами. Профессор Онищенко как-то сравнила стволовые клетки с медведем в цирке: пока он на арене, он ходит на задних лапах, а как только уходит за кулисы — становится зверь зверем. И когда сейчас при лечении сплошь и рядом берут экзогенные, чужие, стволовые клетки и, кажется, что все замечательно помогает, это иллюзия. Неизвестно, как они себя могут повести. Последствия могут быть очень опасными. Чтобы научиться «дрессировать», направлять стволовые клетки, нужно еще много работать, но все равно это — самый перспективный путь.
— То есть вы хотите сказать, что если ваши исследования довести до совершенства, не понадобилась бы пересадка органов?
— Да, я абсолютно уверен в этом.