Сибирское отделение российской академии медицинских наук
 
 

Посланцы жизни/ газета "Наука в Сибири" 17 декабря 2015

17 Декабря 2015

Газета «Наука в Сибири»

17 декабря 2015

Посланцы жизни

Сегодня только и разговоров, что о чудотворных способностях стволовых клеток. Но вот беда — добыть их во взрослом организме не так легко. Однако мало кто знает: и у нас, давно вышедших из стадии эмбриона, есть клетки, обладающие похожим потенциалом.

В Научно-исследовательском институте фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга научились направлять их для лечения различных болезней, в том числе, диабета и гепатита С. Например, такие «скрытые» агенты добра есть в  костном мозге — это мультипотентные мезенхимальные  стволовые клетки (МСК). Они обладают уникальной  способностью к самоподдержанию, а в случае необходимости могут мигрировать (сохраняя возможность хоминга — возвращения в «исходное местообитание») в отдаленные мишени с дальнейшей дифференцировкой во многие специализированные клеточные типы. В других наших органах существуют региональные клетки-предшественники, основное их предназначение, как и у МСК — обеспечение регенерации тканей.

Исследователи из НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга решили подойти к решению медицинских задач, используя подражание естественным регуляторным системам организма. Ученые проанализировали данные, полученные на моделях различных патологий (инфаркт миокарда, хронический гепатит, сахарный диабет, кожная рана и т.д.) и увидели, что во всех этих случаях прогениторные клетки (объединяющее название для мезенхимальных стволовых и региональных предшественников) показывают практически однотипные реакции. «Независимо от характера повреждений активизировались мультипотентные СК костного мозга, однако при этом они не мобилизировались в периферическую кровь.

Функциональная активность региональных предшественников органов мишеней также повышалась, но оказывалась недостаточной для того, чтобы компенсировать повреждения», — рассказал директор Института академик Александр Михайлович Дыгай на Общем собрании РАН в Москве.

Чтобы активировать эти механизмы искусственно, на начальном этапе исследователи стали вводить препарат гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ) — на протяжении многих лет он использовался, в том числе, для мобилизации кроветворных клеток-предшественников. Во всех случаях Г-КСФ показал терапевтический эффект: стимулировал функциональную активность мультипотентных клеток-предшественников костного мозга, вызывал их мобилизацию, миграцию и очевидно — хоминг в органы-мишени. Всё это ускоряло течение репаративных процессов в поврежденных тканях.

Кроме того, ученые решили попытаться управлять эндогенными стволовыми клетками путем модификации  свойств межклеточного матрикса с помощью фермента гиалуронидазы (он играет ключевую роль в метаболизме гиалуроновой кислоты). Относительно низкие ее дозы существенно повышали функциональную активность как мезенхимальных, так и кроветворных клеток-предшественников, но высокие, наоборот, сопровождались нарушением этих процессов.Затем исследователи стали вводить сразу оба препарата (Г-КСФ и гиалуронидазу). Результаты оказались впечатляющими. Так, содержание мезенхимальных стволовых клеток в периферической крови увеличилось до 1000% от фона (что почти в три раза больше, чем при введении одного Г-КСФ). При этом регенерация кроветворной ткани осуществлялась в том числе и за счет восстановления микроокружения костного мозга. Казалось бы, выход найден, почему бы не начать прямо сейчас внедрять эти вещества в медицину? Но здесь встают некоторые трудности. За рубежом уже созданы лекарственные средства подобного действия, ряд их выведен на рынок. Однако химический синтез, с помощью которого они получаются, является сложным многоступенчатым технологическим процессом с применением высокотоксичных реагентов, требующих использования многочисленных стадий очистки. В результате препарат выходит очень дорогим. Один курс обходится в 100—200 тысяч рублей, если не больше. Еще одна причина, по которой такие лекарства неудобны для регенеративной медицины: они являются инъекционными, а на лечение требуются годы.Недавно Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Институт цитологии и генетики СО РАН и ООО «Саентифик Фьючер Менеджмент» (СФМ) разработали отечественную нанотехнологию пегилирования  с помощью электронно-лучевого синтеза. Поток ускоренных электронов либо тормозного гамма-излучения позволяет получить молекулу, обладающую уникальными свойствами, способную являться основой для пероральных препаратов с высокой биодоступностью.

«Совместно с группой компаний СФМ с помощью этой  технологии нами разработаны нанотехнологические модификаторы функций стволовых клеток», — говорит  Александр Михайлович. Так, имГ-КСФ оказался очень хорошим препаратом для лечения гепатита, переходящего в цирроз. Всё происходит  за счет мобилизации клеток-предшественников из  органов-депо в ткань печени. ИмГ-КСФ стимулирует  выход в кровь наиболее ранних родоначальных  элементов — клеток, обладающих максимально высоким ростовым потенциалом. При исследовании лекарства  на моделях хронического токсического гепатита оно вызвало миграцию рекрутированных стволовых клеток  в поврежденный орган.

«Однако более перспективным препаратом для  регенеративной медицины, на наш взгляд, является  созданный с помощью данной технологии препарат иммобилизированной гиалуронидазы (имГД). На сегодняшний день не известны вещества, оказывающие  столь выраженное влияние одновременно на такое  количество функций прогениторных элементов и  механизмы их регуляции», — рассказывает Александр Дыгай.

«Мы обработали прогениторные клетки из разных  органов и тканей, мобилизировали гиалуронидазой in vitro, после этого посадили их в культуру, добавили  соответствующие специфические ростовые факторы — и наблюдали увеличение колонии в несколько раз. Это легло в основу унифицированного подхода для терапии самых разных заболеваний, в которых  главный лекарственный препарат содержит белковую  молекулу. Во всех этих случаях, если ввести в схему лечения мобилизованную гиалуронидазу, наблюдается снижение эффективной дозы лекарственных препаратов в три-пять, а то и в десять раз. Это имеет большой экономический эффект», — говорит ученый.

Сегодня исследователи Института фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга продолжают работу с прогениторными клетками. В частности, уже показана эффективность данного подхода на моделях пневмофиброза, эмфиземы легких, диабета первого (можно излечить полностью, но надо доработать для клиники) и второго типа, он эффективен против ишемии семенника, а также с его помощью можно получить гемостимулятор, не обладающий побочными эффектами.

Диана Хомякова