Известный хирург Си Юн Ким, первый пересадивший голову животного на новое тело, рассказал Валерию Спиридонову о том, почему разработка методов трансплантации тела идет так медленно, омолодит ли молодое тело старый мозг, и раскрыл секрет того, почему маленькая Южная Корея опережает Россию в науке.

Профессор Ким – один из самых известных и противоречивых хирургов в Южной Корее и на всей Земле в целом. В его лаборатории в университете Конкука проводились все эксперименты по трансплантации тела и заживлению позвоночника у крыс по методикам, разработанным итальянским хирургом Серджио Канаверо.

— Каким проектом вы главным образом занимаетесь сегодня?

— В последнее время я сосредоточился на соединении нервов спинного мозга, чтобы можно было осуществить пересадку всего тела. Но здесь есть техническая проблема, потому что не всегда в таких случаях можно использовать маленьких животных типа крыс.

Но благодаря более ранним исследованиям соединение нервов спинного мозга становится в высшей степени вероятным, и я обсуждаю этот вопрос в ходе совместных международных исследований. На самом деле, помощь зарубежных ученых необходима, ибо методы соединения нервов спинного мозга можно использовать не только при пересадке всего тела, но и при лечении пациентов с поврежденным спинным мозгом.

Но мне очень трудно находить средства для проведения таких исследований. Если бы эти технологии были связаны с разработкой новых материалов, используемых в коммерческих целях, найти деньги было бы гораздо проще.

Но наши исследования невозможно использовать в коммерции, и поэтому инвесторы не хотят финансировать эту работу. Еще мне кажется, что давать деньги на наши эксперименты людям мешают этические предрассудки по поводу пересадки головы. Позже я подробнее остановлюсь на этической стороне исследований.

— Что нового появилось в технологиях стволовых клеток? Есть ли какие-то серьезные открытия или достижения, которые вы можете выделить?

— Как вы знаете, я специализировался на стволовых клетках человека. Поэтому у меня был немалый опыт в сфере исследования продуктов клеточной терапии с применением стволовых клеток. Но из-за технологических ограничений существенно продвинуться вперед в области клеточной терапии, скажем, в замене органов, по-прежнему очень трудно.

Поэтому на сегодня самым практичным продуктом клеточной терапии является сдерживание инфекции, использующей стволовые клетки, а также производство иммуноцитов. Если же будет прогресс, то можно будет перейти к лечению сетчатки глаза или поджелудочной железы. Иными словами, сосредоточиться на отдельных стволовых клетках человека — сейчас самое практичное направление.

Со спинным мозгом все сложнее – многие мои коллеги пытаются устранять последствия повреждений спинного мозга при помощи стволовых клеток, однако денег на регенеративное лечение становится все меньше из-за большого числа неудач. На мой взгляд, введение стволовых клеток в не самое хорошее окружение, то есть, в уже поврежденный участок, может быть неэффективным.

Продолжаются исследования и по таким направлениям, как удаление поврежденных участков и лечение с использованием различных материалов. Наш коллектив проводит исследования с применением полиэтиленгликоля. Исследования с использованием стволовых клеток в настоящее время не могут стать основой для лечения повреждений спинного мозга. Но в будущем можно будет использовать  новые материалы и лечение методом электростимулирования.

— В чем отличия российской и корейской научных школ? Что в них общего? Какая из них сегодня сильнее?

— К сожалению, я не могу дать исчерпывающий ответ на этот вопрос, потому что мне незнакомы российские исследования в сфере биотехнологий.

Корея вкладывает большие средства в научные исследования, но она хочет видеть наглядные результаты своих инвестиций. Такое стремление вынуждает ученых проводить исследования там, где больше шансов на успех. Проблема корейской научно-исследовательской деятельности, парадоксальным образом, заключается в том, что ученые занимаются в основном теми исследованиями, которые могут заинтересовать общество.

Иными словами, в Корее научная работа продвигается вперед неравномерно: что-то идет быстрее, а что-то стоит на месте. Кроме того, все труднее становится готовить научные кадры и экспертов, потому что не хватает материальной базы. Иными словами – в некоторых областях Корея находится на пике научного прогресса, однако в других уголках науки у нас просто нет людей, которые бы ими занимались. И мне кажется, что большие страны, такие как Россия, в этом отношении меньше страдают, чем Корея.

— Какие области науки вы считаете приоритетными для радикального увеличения продолжительности жизни человека?

— Самая интересная область — создание интерфейсов мозг-машина (BMI). Мне кажется, что сохранение памяти и имитация мозга возможны. Элон Маск учредил компанию под названием Neuralink и начал исследования в области BMI. Похоже, что использовать эту технологию в повседневной жизни мы сможем не раньше 2040 года, но такие технологии в недалеком будущем помогут увеличить продолжительность жизни за счет переноса личности человека на чип.

Кроме того,  исходя из практических соображений, я думаю, что пересадка тела станет самым успешным проектом по продлению человеческой жизни.

— Давайте предположим, что вы можете сделать операцию в целях продления жизни. Откуда вам известно, что оперируемый получит дополнительные годы жизни (при условии, что соединяется молодое тело и старый мозг?)

— В 2015 году ученые подтвердили, что пожилые люди молодеют, получая свежую кровь. Когда старая крыса получала кровь молодых крыс, она омолаживалась, и в том числе, омолаживался ее мозг. Оказалось, что факторы роста, гормоны и здоровые иммуноциты, попадающие к стареющему человеку вместе с кровью более молодых доноров, делают его моложе.

Теория омоложения за счет получения свежей крови давно уже нашла подтверждение во многих исследованиях. А степень омоложения зависит от функционирования более молодого тела.

— Даже если на мозг воздействует эффект омоложения, разве он не теряет нейроны по прошествии некоторого времени? И не умирает?

— В мозге взрослого человека много стволовых клеток. Но их активность снижается, а новые нейроны не появляются (Моя специализация это стволовые клетки мозга). Уже сегодня мы можем выделить эти клетки из мозга взрослой мыши, размножить их и манипулировать их работой, восстанавливая их численность в первозданном виде.

То же самое можно сделать и с человеческим мозгом. При наличии правильных компонентов в молодой крови, стареющие стволовые клетки мозга могут восстановить свои функции.

— Если богатый человек решит подвергнуться такой процедуре, что произойдет с его мозгом в итоге? Станет ли он моложе и начнет ли он думать, как молодой мозг?

— Это самый важный момент. Дегенеративные заболевания мозга вызваны аномальными формами старения иммунных клеток. Если их работу восстановить, то сама причина разрушения клеток мозга исчезает. Если говорить про болезнь Альцгеймера, то клетки мозга будут очищены от клубков тау-протеина и бета-амилоида, а при наличии болезни Паркинсона будут уничтожаться альфа-синуклеины.

Если мы получим средства на проведение опытов, то мы постараемся доказать это в первую очередь.

— Существует так же личный вопрос об этическом аспекте пересадки тела

— Первое впечатление от слов "пересадка головы" очень негативное, и существуют определенные предрассудки в отношении пересадки тела. Но мне кажется, что этические стандарты понятие относительное, и что люди не могут оценивать саму пересадку тела по объективным этическим стандартам.

Например, с 1999 года пересаживают руки, а также многие органы, и люди дают этому очень высокую оценку. Если мы говорим, что пересадка руки это нормальная операция с этической точки зрения, то что мы можем сказать о пересадке ноги? Это тоже нормально с этической точки зрения. А как насчет пересадки парализованной нижней части тела у человека? Ключевой момент этого вопроса довольно прост: мы не можем оценивать пересадку тела с этической точки зрения  некоторых людей.

Кроме того, некоторые люди считают, что трансплантация органов из одного тела спасет жизни многих людей, а не одного человека, как при пересадке головы. Мне кажется, это устаревшая, утилитарная этическая точка зрения. Нельзя судить о ценности одной жизни и сравнивать ее с другой. Здесь надо думать проще. Нет ничего плохого в моем желании Валерию. Я просто хочу помочь ему, и я сделаю все возможное, чтобы помочь моему другу.

11.04.2017 Источник: ria.ru

Метод генного редактирования позволил ученым Университета Дьюка (США) быстро изучить некодирующую («мусорную») ДНК человека, также известную, как «темная материя генома». Эта технология способна открыть новые пути лечения диабета, рака и неврологических расстройств.

Недавно открытый метод трехмерной сборки позволяет быстро секвенировать референсный геном с нуля при помощи анализа укладки генома, то есть его расположения внутри ядра клетки. Этот способ обходится гораздо дешевле миллионов долларов, которые требуются на полную расшифровку генома одного пациента.

11.04.2017 Источник: hightech.fm

Искусственный орган может производить из стволовых клеток крови Т-лимфоциты, которые будут нападать на опухоль, но не будут трогать здоровые клетки.

Одна из важнейших функций иммунитета – защита организма от рака. Иммунные клетки распознают опухолевые по особым молекулам, которые торчат на мембране раковых клеток. Но раковые клетки, со своей стороны, прилагают все усилия, чтобы иммунитет их не заметил. Потому в последнее время в онкологии активно развиваются методы, цель которых – помочь иммунной системе «увидеть» опухоль.

Часто для атаки на рак используют модифицированные Т-лимфоциты. Вообще именно Т-лимфоциты распознают чужеродные молекулы на поверхности клеток, зараженных вирусом или, например, претерпевших злокачественное перерождение. У самих лимфоцитов есть специальные мембранные рецепторы, которые и позволяют им обнаруживать разнообразные молекулярные странности, и, когда такое происходит, лимфоцит, в зависимости от собственной специализации, либо сам убивает того, кого встретил, посылает сигнал своим «коллегам», то есть другим иммунным клеткам, передает nkj.ru.

Но часто Т-лимфоциты не могут различить опухолевые молекулы-маркеры, и тогда в дело вступают биотехнологии: у больного собирают эти самые лимфоциты, целенаправленно натаскивают их в лаборатории на раковые клетки, а затем вводят обратно в организм человека. Однако у больного, во-первых, может не оказаться достаточно Т-клеток для такой процедуры, а во-вторых, лабораторная тренировка занимает достаточно много времени.

Есть другой вариант – взять нужное количество Т-лимфоцитов у какого-нибудь донора или воспользоваться стволовыми клетками, из которых можно получить любые другие клетки, в том числе и иммунные. Но здесь возникает проблема совместимости: лимфоциты от донора или лимфоциты, выращенные от стволовых клеток в лаборатории, очень трудно сделать полностью «своими» для организма больного. Если же они хотя бы чуть-чуть останутся «чужими», то, с одной стороны, организм сам попытается их уничтожить, с другой – такие клетки могут запустить аутоиммунную реакцию, атакуя здоровые ткани.

То есть проблема состоит в том, чтобы правильно воспитать Т-лимфоцит, чтобы он воспринимал только рак, а на обычные клетки не обращал внимания. В норме «воспитанием» лимфоцитов занимается вилочковая железа, или тимус. В тимусе сидят стволовые клетки – предшественники Т-лимфоцитов, и постепенно созревают, при этом железа проверяет их как на способность взаимодействовать с «чужими» молекулами, так и на способность реагировать на «своих».
Если оказывается, что лимфоцит реагирует на «своих» как на «чужих», то тимус запускает в такой клетке программу самоуничтожения. С возрастом вилочковая железа постепенно деградирует, и с этим, в частности, связано то, что болезни – в том числе, и злокачественные – у пожилых людей возникают легче, чем у молодых.

Очевидно, что если бы у нас на руках было что-то вроде искусственного тимуса, то можно было бы легко получать эффективные и безопасные противораковые лимфоциты. Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе как раз такой искусственный тимус и сделали. Правда, речь идет не о полноразмерном органе, а о так называемом органоиде – небольшой модели органа, собранной из клеток. Сейчас таких органоидов делают все больше, для примера можно вспомнить «минижелудок», о котором мы писали некоторое время назад, и цереброид – структуру, напоминающую кусочек коры мозговых полушарий.

Клетки тимуса создают специальную микросреду, в которой лимфоциты созревают и проходят отбор на «профпригодность», и именно такую микросреду удалось создать в трехмерной модели органа. У Т-лимфоцитов, которые получались в ней из стволовых клеток, были все те же необходимые рецепторы, что и у лимфоцитов, покидающих настоящий тимус, и работали они так же. Важно, что лимфоциты, воспитывавшиеся в модели тимуса, не воспринимали здоровые клетки как больные, то есть органоид сумел отсеять те клетки, которые могли бы вызвать аутоиммунную реакцию.

Затем в «тимоид» ввели модифицированные предшественники лимфоцитов – у этих клеток благодаря внедренному в них гену появлялся рецептор против ракового белка. В статье в Nature Methods говорится, что антираковые предшественники лимфоцитов благополучно дозревали до взрослых Т-клеток, сохраняя нужный рецептор и оставаясь равнодушными к здоровым клеткам.
С учетом «тимоида» получается такая схема иммунной борьбы с опухолью: стволовые клетки крови модифицируют так, чтобы их потомки могли надежно распознавать рак, затем их отправляют на воспитание в искусственный тимус, так как только он сможет отобрать те лимфоциты, которые не будут атаковать собственные ткани организма; далее эти клетки можно вытащить из органоида-«воспитателя» и пересадить больному.

О клиническом применении такого метода пока не говорят – для начала нужно оценить, насколько он продуктивен и эффективен против настоящего злокачественного заболевания.

10.04.2017 Источник: saint-petersburg.ru

Исследователи университета Питтсбурга совместно с коллегами из Сингапура продемонстрировали, что избыточная длина теломер – укорачивающихся при каждом делении клетки повторяющихся последовательностей нуклеотидов на концах хромосом – ассоциирована с повышенным риском развития онкологических заболеваний.

Авторы, работающие под руководством профессора Цзянь-Минь Юаня (Jian-Min Yuan), проанализировали образцы крови и данные о состоянии здоровья более чем 28 000 жителей Китая, принявших участие в сингапурско-китайском исследовании состояния здоровья (Singapore Chinese Health Study). Наблюдение за состоянием здоровья участников проводилось с 1993 года, а к концу 2015 года у 4 060 из них были диагностированы злокачественные заболевания.

Участников исследования разделили на 5 групп в зависимости от того, насколько длина их теломер превышала ожидаемые величины. При внесении поправок на возраст, пол, уровень образования и курение вероятность развития рака для группы с самыми длинными теломерами была на 33% выше, чем для группы с самыми короткими теломерами.

Помимо этого для данной группы на 66% был повышен риск развития рака легких, на 39% – рака молочной железы, на 55% – рака предстательной железы и на 37% – рака толстого кишечника. Наиболее выраженная ассоциация была выявлена для рака поджелудочной железы, риск развития которого был в 2,6 раза выше у 20% участников с самыми длинными теломерами по сравнению с риском для 20% участников с самыми короткими теломерами. Единственным злокачественным заболеванием, риск которого снижался по мере увеличения длины теломер, оказался рак печени.

Для трех заболеваний зависимость риска развития от длины теломер описывалась «U-образной» кривой, то есть повышенный риск был характерен как для людей с самыми длинными, так и для людей с самыми короткими теломерами. Так, для группы с самыми короткими теломерами риск развития рака желудка был выше на 63%, рака мочевого пузыря – на 72% и лейкемии – на 115% по сравнению с группой участников, длина теломер которых приходилась на среднюю часть кривой. Соответственно для группы с самыми длинными теломерами риск развития рака желудка был повышен на 55%, рака мочевого пузыря – на 117% и лейкемии – на 68%.

По словам профессора Юаня, между длиной теломер и развитием злокачественных опухолей существует очень сложная взаимосвязь. Идея проведения подобного исследования возникла у него уже более семи лет назад, однако на тот момент лаборатории потребовалось 3 месяца для оценки длины теломер в клетках всего лишь 100 образцов, что не позволяло делать значимые выводы. С тех пор не прошло еще и 10 лет, а лаборатории за год удалось обработать уже почти 30 000 образцов. Конечной целью работы авторов является получение информации, которая позволит выявлять людей, наиболее подверженных риску развития рака, и своевременно проводить профилактические мероприятия, а также более частные скрининговые обследования группы риска. Более того, в будущем результаты их работы могут помочь в разработке терапевтических подходов, способствующих поддержанию оптимальной для организма длины теломер.

Результаты работы представлены на ежегодном съезде Американской ассоциации исследований в области онкологических заболеваний, состоявшейся 1-5 мая 2017 года в Вашингтоне.

11.04.2017 Источник: Евгения Рябцева, Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Pittsburg: Telomere Length Predicts Cancer Risk, According to Large Epidemiological Study.