Биоискусственная печень и шестое сердце Рокфеллера

По приглашению директора Центра имени Шумакова редакция «Правмира» посетила лабораторию производства искусственных органов и биоматериалов. О биореакторах, тканеинженерных конструкциях и необходимости принятия закона о биомедицинских клеточных продуктах рассказали руководитель Отдела по исследованию биоматериалов профессор Виктор Иванович Севастьянов и директор Центра академик Сергей Владимирович Готье.

Начало беседы:  О посмертном донорстве, пересадках сердца и беременности после трансплантации

В лаборатории

Профессор Виктор Иванович Севастьянов:

Мы разрабатываем два основных направления. Первое связано с системой доставки лекарственных веществ. Мы все пьем таблетки, делаем уколы, ставим свечи, а еще есть система доставки лекарств через кожу лекарственные пластыри. По сути дела, это та же капельница, лекарство идет через кожу постепенно. Нам удалось даже инсулин так же вводить, то есть вместо уколов можно применять пластыри.

Виктор Иванович Севастьянов – ученый с мировым именем в области материалов медицинского назначения и изделий из них, в том числе систем доставки лекарственных веществ и жизнедеятельных клеток. Севастьянов – заслуженный деятель наук РФ, профессор, доктор биологических наук, руководитель Отдела по исследованию биоматериалов ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И.Шумакова», профессор.

Второе направление связано с созданием тканеинженерных конструкций. Это ткани печени, поджелудочной железы и хряща. Эта биоискусственная система состоит из каркаса и клеток, которые там живут и делают ткань, и основная задача – это создать каркас. Мы пошли двумя путями: делаем синтетический каркас из полимеров, которые постепенно саморассасываются и замещаются своей же, печеночной тканью, это так называемый биодеградируемый матрикс. Второй путь – мы берем ткань печени, делаем из нее каркас и потом заселяем клетками.

 

В биореакторе отмывается (децеллулоризируется) печень крысы, целиком

В биореакторе отмывается (децеллулоризируется) печень крысы, целиком

Первое, с чем мы работали, – это хрящ. Мы можем in vitro выращивать хрящ в пробирке, но это процесс очень долгий, клетки легко гибнут, им надо создать условия, чтобы они жили и делали хрящевую ткань. Есть такая система, как биореактор, там создается питательная среда, специальные условия. Если вы посмотрите, то там есть красные ячеечки, – там выращиваются хрящики.

Этот процесс будет идти где-то 20-30 дней. Потом будет проверка на животных. В такой же системе выращиваются ткани печени и поджелудочной железы.

Биореактор

Биореактор

Протоиерей Александр Ильяшенко:

То есть прошли уже успешные эксперименты?

– Да, in vitro у нас хорошие результаты. Но мы пока не можем с клетками работать в клинике, потому что не принят еще закон о биомедицинских клеточных продуктах.

Мы можем клетки выращивать и на них смотреть в реальном режиме. Вот это стволовая клетка костного мозга, она делится. Мы видим не только то, что потом получилось, – мы динамику видим.

Вот здесь у нас делают клетки, мы их культивируем вот в этом боксе как раз.

«Делают клетки» это что значит?

– Мы их выделяем из костного мозга, из жировой ткани, культивируем, чтобы их было много, потом соединяем их с каркасом, и они уже должны превратиться в ткань. То есть мы сначала делаем простую клеточную структуру, а потом получается тканевая структура.

А в системах доставки лекарств самое главное – это найти переносчик, который протаскивает лекарство через кожу. Сами понимаете, что если бы это было так легко, то мы бы были уже давно мутанты, ведь кожа у нас выполняет барьерную роль. Наукоемкая задача – найти безопасные переносчики через кожу. Для этого у нас тоже уже всё есть.

Переносчики – это какие-то вещества или микроорганизмы?

– Вещества. И первое вещество мы выделили у пиявок, но препарат оказался очень дорогой. Пиявок развести можно, но потом вещество надо выделить отдельно, там же кроме гирудина много еще всего намешано. И мы нашли синтетический аналог. Инсулин идет через кожу именно благодаря аналогу слюнных желез пиявок.

Вообще мы стоим на пороге какой-то революции…

– Нет, никакой не революции. Это всё рутинная и тяжелая работа.

Но это же прорывные работы, то, что несколько лет назад и в голову бы не пришло.

– Да, конечно, этого не было. Мы в 2000 году начали делать эти матриксы, но мы делали их просто для замещения дефектов мягких тканей. Потом оказалось, когда пошли клеточные технологии, что они очень хороши для клеток – они и каркас, и питательная среда. Как раз они и способствуют тому, чтобы клетки превращались в тканевую структуру. Поэтому прорыв и получился.

Но очень дорогие расходные материалы. Приборы – это одно, а расходные материалы – совсем другое. Они все импортного производства. Сейчас, когда рубль упал, всё стало буквально в три раза дороже. Нам сейчас приходится немножко ужиматься. Ничего! 90-е годы мы пережили, а это ерунда по сравнению с ними.

Вы работаете совместно с какими-то западными научными лабораториями?

– У нас была очень тесная связь с американцами, сейчас с Южной Кореей, там сейчас очень большой прорыв. С ними, как людьми восточными, конечно, трудно работать. С китайцами я не смог работать, они всё берут, но ничего не отдают. Но между академиями наук у нас есть договор о совместных работах, проводится симпозиум раз в два года, один год у нас, через год в Китае. Это уже лет двадцать длится, как раз при мне всё это начиналось.

Но от них что-то вытащить трудно. Китайцы могут доклад делать по нашим же старым книжкам. Они как-то стали читать, а наши металловеды говорят: «Я это учил десять лет назад, что ты мне рассказываешь сейчас мой учебник?» Скандал был жуткий! Эта история была при мне. От Китая первые 10 лет вообще ничего не было, они просто наблюдали, а потом они рванули вперед, причем очень сильно! У них все работы сделаны с американцами, их там львиная доля учится, но они все возвращаются обратно в Китай.

Если ты в 10 часов вечера идешь где-то в Штатах по лаборатории и видишь, что светится свет – это сидит китаец. Общежитие и лаборатория – они больше ничего не знают. Китайцы говорят: «Мы не видим Америку, нам было дано задание, чтобы мы приехали сюда, получили знание и вернули его домой». Они очень сильно рванули, последние доклады меня удивили, именно по медицинским материалам.

Тамара Амелина:

А какой вы себе предел поставили?

– Нам нужно сделать то, что мы задумали.

Сердце, печень, поджелудочная… до мозгов дело дойдет?

– Лет пять назад, уже при Сергее Владимировиче Готье, были здесь с телевидения. Мы в России первые начали эти работы. И вот они ко мне пристали с этим принтером: «Когда вы человека напечатаете?» Я говорю: «Я не рискну предположить», – они: «Ну, скажите-скажите, чтоб народ знал!»

Так вы дали ответ телевидению-то?

– Нет, не дал!

А на этом приборе мы делаем каркасы для печени, эта пористая ткань для крыс.

Почему для крыс?

– Маленький по размерам. Пористый, легонький, он потом саморассосется и заменится печеночной тканью. Мы сами его заселяем клетками. Вот на этом японском приборе мы это делаем.

Японцы делают приборы, а сами-то они в этом добились результатов?

– Понимаете, многие работы закрыты, особенно по материалам, потому что эти работы имеют двойное назначение – мы работаем и на армию, у нас есть и контракты по закрытым тематикам, особенно по доставке лекарственных веществ. Мы последнее время сделали антидот угарного газа, который и для МЧС, и для армии послужит, у нас был большой контракт с Минпромторгом.

Когда мы делаем модельные опыты, то смотрим, какой переносчик переносит лекарства через кожу. Вот на этом приборе мы можем сказать, это вещество прошло или нет, и сколько его прошло. Очень чувствительный метод для очень хороших специалистов. Пока мы одни из лучших по этому методу, по крайней мере в Москве. К нам очень многие обращаются за помощью.

А принтер нам покажете?

– Понимаете, на том принтере, который есть, нельзя человека напечатать, потому что он очень груб для клеток. Можно на нем напечатать какой-нибудь неживой протез руки. Ногу можно напечатать, сердце можно напечатать со всеми сосудиками, но оно будет не живое. Это просто муляж. Принтер так сделан, что есть специальные сопла, трубочки, и когда через них проходит клетка, она гибнет. Если вы читаете, что биопринтер напечатал живое сердце – не верьте. По телевизору как-то сказали: «Вот, американские ученые сделали сердце», – а они сделали муляж.

Нам сейчас в Германии, по взаимной нашей работе, делают новый принтер, нового поколения, где клетка поставляется в нужное место на матрицу лучом лазера, не через сопло. Прибор не большой, и когда мы его поставим, то мы с его помощью клетки в матрицу будем сажать аккуратно на нужное место.

Это же всё равно полезно для хирургов.

– Это полезно, да. Полезно, чтобы искать какую-то оптимальную конструкцию, например. Но не выращивать органы.

Как я сказал, каркас делается из двух видов материалов – чистой синтетики и биоткани. Для самого хряща мы берем ткань сухожилий, а для печени мы берем ткань печени. Мы это всё обрабатываем, чтобы снять иммуногенность. Вот этот мелкодисперсный матрикс сделан из ткани печени, из нее удалены все клетки, чтобы не было иммуногенности, но остались сами рецепторы клеток печени. То есть клетке будет хорошо на этот матрикс садиться и размножаться. Сейчас мы как раз удаляем оттуда лишнюю воду, это лиофильная сушка – удаление воды замораживанием. Этот препарат может храниться долго, а когда будет нужен нам для опытов, мы его будем использовать.

Лиофильная сушка с мелкодисперсным матриксом

Лиофильная сушка с мелкодисперсным матриксом

Сама процедура получения этого матрикса очень тяжелая, длительная. У нас получен на этот способ патент. Мы много что патентуем, у меня где-то 35-40 патентов, я не считал в последнее время.

Вот это – мелкодисперсный тканеспецифичный матрикс. Если то, что я показывал, что вы брали в руки, это не специфично к каким-то клеткам, то это тканеспецифичный матрикс, именно к гепатоцитам, именно к клеткам печени подходит. То есть он как раз и создан для того, чтобы клетки себя хорошо чувствовали и росли. Вот здесь мы показываем как раз тканеспецифические матриксы. Сегодня мы процесс лиофильной сушки заканчиваем.

Потом на этом матриксе вы получаете печень?

– Ткань печени, скажем осторожно, но которая будет выполнять функцию печени. На собаках у нас это уже получилось, хорошо идет восстановление печени. Печень вообще, если ей не мешать, хорошо восстанавливается.

Чтобы к вам попасть на работу, кем нужно быть? Какой вуз закончить?

– Мы долгое время были базой для Московского физико-технического института, у меня очень много учеников-биофизиков. Они защищаются в разных областях – у меня есть ученики-кандидаты и меднаук, и химических наук, и биологических наук, и технических наук, то есть по всем направлениям. Есть из медико-биологического факультета Второго Меда. Есть химфак МГУ. Их всех надо учить, естественно. Но работа тяжелая, иногда приходится практически впустую работать, работаешь-работаешь, а не получается, поэтому нужны люди, которые любят науку больше, чем деньги. Сначала работа, работа и работа, а потом приходит успех.

Кстати, у меня очень много молодых сотрудников. Пожалуй, у меня одна из самых молодых лабораторий. У меня все нацелены на работу, другие здесь не ходят. Не такие здесь большие зарплаты, это только сейчас их прибавили до достойного уровня, с приходом нового директора. А так, действительно, всё строилось на энтузиазме и любви к нашему делу.

***

Разговор продолжаем в кабинете директора Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И.Шумакова.

 

Сергей Владимирович Готье – хирург, трансплантолог, Заслуженный врач РФ, директор Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И.Шумакова, академик РАН, главный трансплантолог Минздрава России, заведующий кафедрой трансплантологии и искусственных органов Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, председатель общероссийской общественной организации «Российское трансплантологическое общество», главный редактор журнала «Вестник трансплантологии и искусственных органов», член правления Международной ассоциации хирургов-гепатологов России и стран СНГ, дважды награжден дипломами национальной медицинской премии «Призвание», которой отмечают лучших врачей России. Дважды лауреат премии Правительства РФ (за трансплантацию печени в 2007 году и за трансплантацию сердца в 2014 году).

3 02

Тамара Амелина:

Вы говорили, что скоро будет принят закон о биомедицинских клеточных продуктах. Он о чем?

– У нас до сих пор невозможно использовать клеточные технологии – нельзя вводить чьи-то клетки в организм, можно только аутоклетки. Возможно использование только стволовых клеток, это та же самая пересадка костного мозга, мы привыкли так называть, но это донорские стволовые клетки костного мозга. Всё остальное нельзя. Я не могу вырастить культуру клеток, ликвидировать дифференциацию, чтобы это было универсально для любого человека, и использовать их как лекарство при лечении определенных состояний. Нет закона, я не имею права этого делать. А технологии такие уже появились, вы только что видели.

Причем здесь есть еще одна немаловажная деталь: это будут продукты, которые будут стоить какие-то деньги, то есть они должны продаваться и покупаться, как лекарства. Если у нас пересадка органов является исключительно бесплатной, то здесь это продукт, который может быть куплен-продан, использован для лечения различных заболеваний, или же для профилактики, или же для каких-то косметических процедур.

Соответственно, в законодательной базе это должно быть как-то прописано. Проект этого закона мы даже заслушивали в Общественной палате, то есть он готов, прошел первое чтение в Думе.

И теперь богатые и знаменитые смогут себе всё обновлять, молодиться и жить вечно?

– Мы находимся еще не на таком уровне, да и мировая медицина тоже, чтобы всё вот так понимать. Но вот несчастному пожилому Рокфеллеру уже шестое сердце пересадили. Ему девяносто с лишним лет.

Шестое?!

– Уже шестое! Ему сделали трансплантацию сердца в шестой раз. У нас это тоже могли бы сделать, у нас тоже делают ретрансплантации, но до шести мы не доходили.

К тому же он себе, наверное, уже все суставы поменял? Как у Булгакова, «яичник обезьяны» и так далее?

Заслуженный деятель науки РФ, профессор Михаил Львович Семеновский

Заслуженный деятель науки РФ, профессор Михаил Львович Семеновский

– Я не думаю, что он является реципиентом яичника обезьяны (смеется).

У меня есть сотрудник профессор Семеновский, он кардиохирург, ему 87 лет, и я очень горжусь, что он именно у нас в институте работает. В позапрошлом году он поменял себе два коленных сустава. Если раньше он оперировал сидя, то сейчас он оперирует стоя! Вот, понимаете, и при чем тут Рокфеллер? У меня свой есть! Михаил Львович Семеновский, известнейшая личность.

Мы говорим про искусственные органы, и вот просто интересно, что вами движет – желание спасать людей или какой-то научный интерес?

– Здрасьте, пожалуйста! Что значит «научный интерес»… Любая конструкция, любая инновация рождается спросом…

Ну, живет же в вас профессор Преображенский?

– Профессор Преображенский верил в то, что он делает. Пересадить гипофиз человека собаке можно, это называется ксенотрансплантация, а она у нас законом запрещена. Это же фантазия, очень интересный памфлет, великолепное сатирическое произведение. Профессор Преображенский выражает идеологию того поколения интеллигенции, которое было возмущено тем, что происходит.

У меня дед был профессором Московского университета, он всю эту разруху с 1917 по 1922 год записывал в виде дневника. Он отправил этот дневник в США, и если бы не отправил, то его бы «шлепнули» наверняка. Я об этом дневнике узнал где-то в конце 80-х годов. Такой типичный профессор Преображенский. Дневники были изданы в США. Вот такая толстая книга, там не очень много текста и очень много комментариев.

А кто изданием занимался, какие-то ваши родственники?

– Был такой историк Терренс Эммонд, он считал себя учеником моего деда, работал в Стэндфордском университете, где и хранилась эта самая рукопись. Эта книга есть в продаже, называется «Время тревог», по-английски «Time of troubles». В России она вышла в журнале «Вопросы истории», а потом отдельной книгой.

Академик Юрий Владимирович Готье

Академик Юрий Владимирович Готье

А фамилия у него тоже была Готье?

– Конечно. Юрий Владимирович Готье. Он был репрессирован, немножко. В 30-м году его обвинили в монархизме, но тут вышел фильм «Иван Грозный», и его тихонько в 1933 году из ссылки вернули. В 39-м году он стал академиком РАН. Он был историк, писал про Смутные времена, про Польское вторжение, потом был историком Замоскворечья, много всего было. В конце концов, он стал заведующим кафедрой истории в университете. Раньше, еще до революции, он был заместителем директора Румянцевского музея.

Я тут недавно разбирал свои бумажки и нашел бюллетень Академии наук СССР за 1939 год: «избранные академики Лысенко, Вышинский, Готье». Вот компания! Так что он был вполне адекватен тому периоду жизни. Скончался он в 1943 году.

А вы не родственники с модельером Готье?

– Нет, у него фамилия пишется немножко по-другому, там буква «л» есть, она просто не произносится.

Протоиерей Александр Ильяшенко:

Сергей Владимирович, в Первой Градской есть аудитория Готье, он к вам имеет отношение?

– Это имеет ко мне непосредственное отношение. Это мой двоюродный прадед, Эдуард Владимирович Готье. Я получил приглашение от кафедры кардиологии Второго Меда, совершенно сногсшибательное, – выступить с лекцией в аудитории Готье. Я разговаривал с заведующей кафедрой, совершенно замечательной Надеждой Александровной Шостак, с которой мы договорились, что 23 марта я выступлю в аудитории Готье с лекцией о трансплантации сердца.

Могу показать искусственный желудочек сердца, хотите?

Перед Валерием Ивановичем Шумаковым стояла задача – создать искусственное сердце. Была начата работа, которую нам удалось завершить. Это электродвигатель с частотой вращения в 5-8 тысяч оборотов в минуту. Эта штука ставится рядом с сердцем и перекачивает кровь из полости левого желудочка сердца, если левый желудочек сам плохо сокращается, в аорту. Устанавливается он при хирургической операции и создает человеку с выраженной сердечной недостаточностью возможность реабилитироваться и жить нормальной жизнью.

По наблюдениям в мире, подобное устройство позволяет жить более пяти лет. Весит оно где-то 250 граммов.

Это было очень большим шагом в деятельности нашего Института, потому что после того, как развалился Советский Союз, на какое-то время деятельность по разработке искусственного сердца была заброшена. Когда я сюда пришел в 2008 году, мы решили реанимировать эту программу. Мы вместе с зеленоградскими инженерами разработали насос, который абсолютно полностью импортозамещает подобные немецкие и американские модели. Это не копия, это несколько дальше продвинутая вещь, потому что здесь использованы другие материалы, другие технологии, он более надежен. И мы над этим сейчас работаем и работаем над созданием детского аналога.

То есть, в принципе, можно вместо живого сердца поставить эту железяку, и человек будет жить?

– Совершенно верно. Эта вещь помогает дожить до трансплантации сердца, но уже в хорошем состоянии, а может и вообще работать всю оставшуюся жизнь, если у человека есть противопоказания к трансплантации сердца или же он не хочет. Он просто ходит с этой сумочкой, у него торчит этот провод и всё!

– Сергей Владимирович, я когда-то работал в Курчатовском институте, там лет тридцать назад хотели сделать радиоизотопный источник энергии для искусственного сердца. Вы с ними контактируете?

– Мы с ними контактируем по другим программам. В общем, сейчас на рынке существует всего три-четыре модели такого устройства, включая нашу.

А батарейки на сколько хватает?

– Это отдельная история. Батарейки хватает часов на восемь, потом вставляется другая батарейка, первая в это время заряжается. Первый наш пациент, которому мы пересадили это устройство, однажды поехал за грибами. Он не заблудился, просто в поселке выключили свет! Он же понимает, что если сейчас не поставит батарейку на зарядку, то у него этой хватит только на восемь часов, а неизвестно когда еще включат свет.

Он сел на машину, поехал в соседний город в магазин, подключился к розетке. После этого он сказал: «Ребят, пересадите мне сердце». Пересадили мы ему сердце. Когда мы этот двигатель сняли, разобрали, посмотрели – там не было ни одного тромба, даже ни намека. Вот тут мы поняли, что попали в точку!

Фотограф Анна Гальперина


Читайте также:

Понравилась статья? Помоги сайту!
Правмир существует на ваши пожертвования.
Ваша помощь значит, что мы сможем сделать больше!
Любая сумма
Автоплатёж  
Пожертвования осуществляются через платёжный сервис CloudPayments.
Комментарии
Похожие статьи
О посмертном донорстве, пересадках сердца и беременности после трансплантации – Сергей Готье

100 пересадок сердца в год, трансплантация почки как альтернатива диализу, внедрение новых технологий и перспективы трансплантологии

Сергей Готье, трансплантолог: бросивший вызов смерти (+ ВИДЕО)

Посмертное донорство в России – очень болезненный вопрос. Складывается такое впечатление, что мы больше любим покойников,…