69-летний Ли Спивак из Цинциннати, штат Огайо (США), работает в магазине, где продается всякая всячина для авиамоделизма. И вот однажды, указывая пальцем на модель самолета, Ли сказал: "От этой штуковины надо избавиться!" И, видимо, был прав, потому что в тот самый миг пропеллер отскочил от фюзеляжа и напрочь отсек ему кусок пальца! Как он теперь рассказывает - примерно полтора сантиметра. Назад этот кусочек не пришивали - в суматохе даже не нашли. Врачи лишь развели руками - тут уж ничего не поделаешь! Однако сегодня тот самый палец у мистера Спивака -выглядит вполне нормально - он сам собой отрос до своей прежней длины, его чувствительность восстановилась полностью, нервы, сосуды, кость, ноготь - все на месте!
Но как такое возможно? Ведь человек - не ящерица, способная заново отращивать утраченный хвост!
Оказывается, Алан, брат пострадавшего, работающий в университете Питтсбурга над проблемами регенерации, прислал ему какой-то чудодейственный порошок и велел сыпать его на рану. Уже после второй обработки раны Ли заметил - палец стал отрастать! Каждый день - еще чуть-чуть. А примерно через четыре недели восстановился в прежнем виде!
Этот случай стал сенсацией. И теперь каждый знает имя доктора Стивена Бадилака из того самого Питтсбургского университета, потому что это он руководит работами по регенерации тканей и орга-. нов. И верит, что настанет день, когда разработанная здесь стратегия позволит восстанавливать даже утраченную кость и все функциональные ткани вокруг нее - сосуды, нервы, мышцы. Как? С помощью того самого "волшебного порошка", который доктор Бадилак называет внеклеточным матриксом.
Подложи себе свинью!
Внеклеточным матриксом (от английского extracellular matrix) в молекулярной биологии называют структуры, обеспечивающие взаимодействие клеток друг с другом. Это своеобразный межклеточный каркас с набором белков и факторов роста, характерным для каждого типа тканей. "Волшебный порошок" доктор Бадилак придумал и делает сам. В качестве основной составляющей используется мочевой пузырь свиньи. Если удастся усовершенствовать методику, однажды можно будет восстанавливать сильно обожженную кожу или даже выращивать утраченные органы.
- Мозг подает нашим органам самые разные сигналы,- объясняет доктор Бадилак. - Одни приказывают поврежденной ткани срастись, формируя шрам, а другие приказывают восстановить утраченные ткани. Задача матрикса в том и состоит, чтобы устранять стимулы к формированию рубца и "пускать в дело" лишь те сигналы, которые способствуют реконструкции.
Как придать объем?
Но что это за таинственные сигналы, о которых говорит доктор Бадилак? Разъяснений нет, потому что нет у него пока в научных журналах никаких публикаций на эту тему. Зато есть публикации российского исследователя Петра Петровича Гаряева, в которых говорится о волновой генетике, о голографическом каркасе, по которому строится тело. Вот по нему, очевидно, и регенерировался утраченный фрагмент пальца. Ведь команда Гаряева с помощью изобретенного ими прибора давно уже (причем на расстоянии!) регенерировала даже столь сложный орган, как поджелудочная железа. Регенерация утраченных тканей и органов - это как красивая мечта. Изучали ящериц, пробовали работать с пиявками, колдовали и так, и этак. Многим наверняка известна история российского мальчика из глубинки, у которого отсеченный палец вырос заново! Возможно, на раневой поверхности появились определенные клетки, каждая из которых преобразовалась в ту ткань, которая была нужна в данном месте, и палец регенерировал по некоему невидимому каркасу. И никакого чудодейственного порошка никто туда не сыпал! Теперь, вот, история американца, который повторно отрастил себе палец, снова взволновала ученый мир, Получается, что не все тайные силы своего организма мы знаем, а внеклеточный матрикс - это "строительные леса", на которых растут "этажи" новых клеток.
Как говорит профессор Стивен Минджер, эксперт по стволовым клеткам и регенеративной медицине при Королевском колледже Лондона, "в данный момент люди пробуют выяснить, как можно сделать сердце, мозг и клетки печени", И ведь кое-что уже удается!
Вырастили даже сердце!
Сообщения об этом появились 14 января 2008 года. Сердце взрастили в лаборатории, и оно - бьется! Каркасом для него послужил внеклеточный матрикс сердца животного, очищенный от собственных клеток и "засеянный" смесью кардиомиоцитов и клеток эндотелия. По этому пути, в основном, и идет сейчас регенеративная медицина: ткани или органы выращивают на основе собственных клеток пациента. Это удобно - исчезает проблема тканевой несовместимости. Раньше, правда, выращивали таким образом отдельные "детали" - клапан сердца, например, или фалангу пальца. Или печень - на искусственном каркасе из биополимеров. А вот целое сердце? Нет, это впервые. До последнего времени такое считалось невозможным из-за крайне сложной трехмерной структуры этого органа.
Сотрудники университета в Миннесоте решили и эту проблему, правда, пока лишь у крыс и свиней: обработали несколько сердец детергентом, очищенный внеклеточный матрикс заселили новыми клетками сердечной ткани. На восьмой день сердце начало сокращаться. Это, правда, были слабенькие сердечки, но лиха беда начало! В будущем выращенные в лаборатории искусственные трехмерные органы могут решить проблему донорского дефицита в трансплантологии. Теоретически для создания биосовместимых органов можно будет использовать собственные стволовые клетки пациента (например, взятые из плаценты при рождении данного человека). Это равносильно тому, как если бы мы вернули организм к эмбриональному периоду, когда специализация клеток еще только начинается.
Испытания? Пора!
Американские ученые ухватились за идею использования внеклеточного матрикса и намерены начать клинические испытания в Буэнос-Айресе - на женщине, страдающей раком пищевода. Принятая в таких случаях процедура нередко бывает фатальной. Хирурги удаляют злокачественную опухоль вместе с частью пищевода и подтягивают внутреннюю стенку желудка кверху - так, чтобы восполнить утраченную часть пищевода. Теперь же они поместят туда внеклеточную матрицу.
Так, может быть, и оторванные конечности удастся вырастать повторно? Доктор Бадилак осторожен в своих прогнозах, но полагает, что "в пределах десяти лет мы будем иметь стратегии, позволяющие повторно выращивать кости и способствовать росту функциональной ткани вокруг этих костей.
И это крупный шаг к возможному восстановлению всей конечности".
Такие прогнозы заинтересовали американских военных - ведь надо же помогать раненым солдатам. Вот, например, ветеран войны Роберт Хенлайн: он едва не погиб от взрыва в Ираке, но 35% его тела обожжено - голова и верхняя часть туловища. Кожа на голове сожжена до кости, лицо - сплошь багровое месиво. Он уже перенес 25 операций. А предстоит еще не менее 30.
Инструкция по выращиванию новых органов.
Люди давно пытаются понять, каким образом земноводные, например, тритоны и саламандры, регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти. А ведь у них восстанавливается и поврежденное сердце, и глаза, и спинной мозг. Кое-что стало понятно, когда сравнили регенерацию у зрелых особей и эмбрионов. Оказывается, у эмбриона можно вырезать часть ткани, которая должна бы стать шкурой, и поместить ее в область мозга. И эта ткань станет частью мозга! У взрослых особей такого чуда не произойдет - клеточная специализация уже закончилась. Но это если ты человек, а не саламандра. А вот гены, необходимые для регенерации тканей, есть и у них, и у нас. Но у нас этим генам не позволяет работать иммунная система. Видимо, в ходе эволюции две системы - иммунная и регенеративная - стали несовместимы друг с другом, и организму пришлось выбирать. Тритон выбрал регенеративную, а человек - иммунную. Она защищает нас от инфекций, но одновременно блокирует "саморемонт". А ведь древняя "инструкция" по выращиванию новых органов где-то там хранится! Нам просто нужно заставить ее "включаться", когда требуется. Главное, подать сигнал, чтобы клетки росли, а уж тело само знает, сколько нужно ткани и где.
Но сколько времени потребуется человеку, чтобы вырастить новую ногу до нормального размера? Лондонский ученый Джереми Брокс считает, что не менее 18 лет. Оптимисты верят, что считанные недели или месяцы.
Как и в любой развивающейся технологии, в этой есть много неизвестного. А потому российские ученые осмотрительны и осторожны: ведь уже есть случаи, когда клеточная регенерация приводила к росту злокачественных тканей. Энтузиасты, однако, полагают, что опасность преувеличена: организм - он умный! Надо только с ним "договориться"...