Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 16 от 24 апреля 2007 года

Клыки и когти из стволовых клеток

Автор: Александр Чубенко

В редакцию любого научно-популярного журнала иногда приходят столь наивные вопросы, что ответить на них просто и коротко практически невозможно. Эта статья – ответ на одно из таких писем: «…вы пишете, что скоро из стволовых клеток начнут делать запасные органы, а также выращивать волосы и зубы… а можно ли вырастить клыки, рога или когти? Я думаю, что будет масса желающих модифицироваться в этом направлении! С уважением, Леонид М.»

Действительно, с помощью тканевой инженерии уже выращивают первые простые по строению органы вроде мочевого пузыря или участка артерии, но пока это изделия штучные и далекие от совершенства. Чудеса попроще – например, «заплатки» для самых разных органов, от сердца до роговицы глаза – уже делают в тысячах клиник, однако лишь в опытах на животных и в клинических экспериментах на группах из десяти-пятидесяти пациентов. А начнется внедрение тканевой инженерии скорее всего в стоматологии и пластической хирургии – в том числе и потому, что выращивать новые зубы, пышную шевелюру на месте лысины или натуральную, а не силиконовую грудь, еще и очень выгодно.

Статистика

По данным американских медиков, к семнадцати годам 7% жителей США теряют по крайней мере один зуб. К сорока годам людей, потерявших хотя бы один зуб, становится уже около 70%. К пятидесяти годам американцы теряют в среднем двенадцать зубов, правда, включая и бесполезные зубы мудрости.

Ближе всех к внедрению методики увеличения груди с помощью стволовых клеток подошла группа Котаро Йошимуры (Kotaro Yoshimura) из медицинской школы Токийского университета. Для начала пациенткам делают липосакцию – только за это многие излишне пышные дамы готовы отдать немалые деньги. При этом в жировую ткань вводят вещества, разрушающие связи между клетками, и отсасывают полученную эмульсию. Потом часть суспензии клеток оставляют для пересадки, а из остальных выделяют стволовые клетки, способные формировать и новую жировую ткань, и, главное, – кровеносные сосуды. Обогащенная стволовыми клетками суспензия вводится в молочную железу с помощью инъекции.

От увеличения груди с помощью пересадки обычных фрагментов жировой ткани хирурги отказались уже давно – значительная часть клеток после такой трансплантации погибает, образуя уплотнения, напоминающие раковые опухоли. Силикон во многих странах запретили: он слишком часто дает очень неприятные побочные эффекты – например, растекается по окружающим тканям. К тому же грудь, увеличенная силиконовыми протезами или пластиковыми мешочками с солевым раствором, – примерно то же самое, что восковые фрукты. И треть таких протезов приходится удалять уже через десять лет. А грудь "по Йошимуре" за счет хорошего кровоснабжения ни на вид, ни (по литературным данным) на ощупь не отличается от натуральной. Автор методики уверен, что такая процедура будет доступна в кабинетах пластической хирургии уже через пять лет. Правда, с помощью искусственных протезов можно добиться куда большего увеличения размера бюста – но этого чаще всего требуют дамы с тяжелой женской профессией и/или неустойчивой психикой.

Фирма Odontis, созданная при лондонском Королевском колледже, три года назад получила грант в полмиллиона фунтов (примерно $885 тысяч) и пообещала за тот же срок – пять лет – отработать методику выращивания зубов. Закончить последние опыты на мышах и начать первые клинические эксперименты британские специалисты планировали еще прошлой весной. Но сообщений об этом пока не поступало – то ли из-за непредвиденных трудностей, то ли из-за нежелания разработчиков раньше времени обнародовать результаты.

На пятки им наступают еще несколько исследовательских групп в разных странах – кроме славы, успех такого исследования может принести большие деньги. Имплантат из стволовых клеток будет стоить примерно столько же, сколько и обычный английский зубной протез, – 1500—2000 фунтов. А умножением на число людей, ежегодно приходящих в зубопротезные кабинеты, займитесь сами.

Для выращивания зуба необходимо сделать такой же зубной зачаток, из какого вырастают коренные зубы после выпадения молочных. Зародыш зуба состоит из двух типов клеток – эпителиальных (из них в организме развиваются клетки кожи, слизистых оболочек, эндокринных желез и нервной системы) и мезенхимных (из которых вырастают кости, мышцы, соединительная ткань и кроветворные органы). Подходящие клетки можно получить и из костного мозга пациента, и из клеток, сохранившихся в корне с обломанной коронкой (или полученных из зубов мудрости – пользы от них никакой, и выдернуть их для хорошего дела не жалко). Для выращивания зубов подходят и клетки зубных зачатков человеческих зародышей, но их применение в медицине наталкивается на упорное сопротивление религиозных деятелей и светских моралистов.

Под действием сигналов от окружающих тканей зубной зачаток разовьется именно в такой зуб, который нужен на этом месте, – точно так же, как это происходит при смене молочных зубов на постоянные. Только выращивание идентичных натуральным зубов займет не год с небольшим, а пару месяцев.

Человек – единственное животное на Земле, которое болеет остеохондрозом. Это одно из многих отрицательных последствий прямохождения и большой головы – и, соответственно, чрезмерных нагрузок на позвоночник. Единственный наш товарищ по этому несчастью давно вымер. Саблезубые тигры тоже страдали от шейного остеохондроза: им приходилось носить на вытянутой шее огромные клыки, и межпозвонковые хрящи не выдерживали такой тяжести.

Средства для ращения волос на 99(9)% – шарлатанские снадобья. Некоторые препараты действительно помогают остановить выпадение волос – но не всем и не слишком сильно. И прежде чем лечиться ими, надо хорошо подумать: самая частая причина облысения – избыток мужских половых гормонов, и даже наружное применение веществ, подавляющих их синтез, может подействовать очень нежелательным образом. Но понять, что настоящего мужчину лысина только украшает, могут далеко не все. Так что косметологи, занимающиеся пересадкой волос, без работы не останутся, – тем более что скоро они смогут пересаживать клиентам не синтетические или выдернутые из незаметных мест скальпа волосы, а волосяные фолликулы, выращенные "в пробирке".

В начале 2004 года две группы американских исследователей одновременно опубликовали в журналах Nature Biotechnology и Science статьи о результатах своих многолетних трудов. Разными методами независимо друг от друга ученые из Пенсильванского университета (Филадельфия) под руководством Джорджа Коцарелиса (George Cotsarelis) и группа Элейн Фух (Elaine Fuch) из Университета Рокфеллера (Нью-Йорк) вырастили волосы из стволовых клеток, выделенных из волосяных фолликулов. То, что волосы для начала были взяты не человеческие, а мышиные, не так уж важно: отработать методику для человека – дело нескольких лет.

Чтобы следить за драгоценными клетками, в их хромосомы встроили ген, кодирующий самый распространенный в таких исследованиях маркер – зеленый флуоресцентный белок (green fluorescent protein, GFP). Так что мыши, которым пересадили искусственные фолликулы, обросли шерсткой, под действием ультрафиолета или просто синей лампы светившейся зеленым светом.

Главной задачей исследователей был подбор добавок к питательной среде, заставляющих почти универсальные стволовые клетки превращаться не в нейроны или клетки кожи, а именно в те клетки, за счет которых растет и обновляется фолликул. Попутно обе группы изучали влияние различных генов на процессы активизации деления этих клеток. Кроме всего прочего, полученные данные позволят разработать эффективное средство для борьбы с облысением – может быть, когда-нибудь. А трансплантация фолликулов – дело ближайших лет, и рынок такой услуги – это миллиарды: пересадка одного волоска общепринятым сейчас методом обходится пациентам в 2-3 доллара. Одно из преимуществ разрабатываемой во многих лабораториях методики выращивания новых волос – то, что из крошечного участка скальпа, срезанного где-нибудь за ухом, можно вырастить миллионы новых фолликулов. А сама процедура будет напоминать нанесение татуировки.

Возможно, и в этой гонке Англия окажется впереди: осенью 2005 года британское правительство (не иначе как в погоне за голосами лысеющих и лысых избирателей) выделило на исследования по выращиванию волос 1,9 млн. казенных фунтов стерлингов. Разработкой метода занялась манчестерская компания Intercytex, основатель которой доктор Пол Кемп (Paul Kemp) уже принял участие в испытаниях своего метода в качестве одного из семи подопытных. Число волос на пробном участке кожи головы диаметром с пятипенсовую монету (около 20 мм) увеличилось всего на четверть – с 250 до 316, но для начала и это неплохо.