aif.ru counter
3567

От Альцгеймера до эпилепсии. Что помогут вылечить «мозги в пробирке»

Сделать «пересадку ткани головного мозга», найти спасение от эпилепсии или болезни Альцгеймера, не превратиться в «овощ» после обширного инсульта — это и многое другое становится возможным благодаря исследованиям нижегородских нейрофизиологов.

© / Kakapo / Shutterstock.com

В лаборатории клеточных технологий учёные научились выращивать нейронные сети, что позволило найти эффективные методы борьбы с различными заболеваниями, задуматься о трансплантации выращенной мозговой ткани, а также создать действующие модели биороботов.

Рассказывает руководитель центральной научно-исследовательской лаборатории, заведующая кафедрой нормальной физиологии НижГМА, доктор биологических наук, профессор Ирина Мухина.

Охота за мыслью

Елена Смирнова, «ЛекОбоз»: Мозг часто сравнивают с компьютером. Удалось ли расшифровать коды этого биологического процессора?

Ирина Мухина: Изучение человеческого мозга включает два аспекта: фундаментальный и прикладной. С точки зрения фундаментальной науки по-прежнему вопросов больше, чем ответов. Биохимический состав мозга разобран на наноуровне, мы знаем, какие имеются рецепторы, какие продуцируются белки и т. д. Но как осуществляется мышление, никто сказать не может. Возможно, для ответа на этот вопрос потребуется жизнь всей человеческой цивилизации.

Если говорить о прикладном аспекте, то здесь изучение мозга вносит существенный вклад в развитие целого ряда отраслей — от электроники до фармации. И практика показывает, что чем ближе созданная система к биологическому прототипу, тем она совершеннее.

— Ваши сотрудники совместили искусственно выращенные нейронные сети с электронной системой и создали биоробота. Как он устроен и способен ли самостоятельно мыслить?

— Около 30 лет назад появились специальные платформы, позволяющие выращивать в чашках Петри нейронные сети и регистрировать электрические потенциалы, исходящие от нервных клеток. Меняя условия среды, можно наблюдать ответную реакцию нейронов в виде изменения электрического потенциала. Мы установили, что нейронные сети обучаемы и обладают определённой памятью. Если соединить нейронную сеть с роботом, то он начинает выполнять команды, поступающие от нейронов. Мы даём «мозгу в пробирке» некую задачу, которую он решает самостоятельно.

Разумеется, в создании таких систем принимают участие не только специалисты по биомедицине, но и математики, программисты, радиофизики. Все современные подходы к изучению мозга рождаются на стыке нескольких наук.

«Протез» для головы

— Можно ли «мозг из пробирки» пересадить пациенту, утратившему значительную часть собственной мозговой ткани в результате травмы или болезни?

— Такая амбициозная задача ставится в обозримой перспективе. Для её выполнения необходимо научиться выращивать нервную ткань не на плос­кости, а в объёме, что требует новых технологий и прежде всего особых материалов для создания «каркаса» нейронных сетей. «Каркас» должен обеспечивать оптимальные условия развития клеток in vitro, а при пересадке в живой организм не вызывать реакции отторжения и достаточно быстро самоликвидироваться.

— Как далеко вы успели продвинуться в этой сфере?

— У нас был успешный опыт пересадки мозговой ткани лабораторной мыши, но пока это единичный результат. Сейчас наша основная задача — подобрать наилучший материал для «каркаса». Пока мы остановили свой выбор на хитозане — веществе, составляющем основу панцирей ракообразных и внешних скелетов многих насекомых. Повторяю, что все разработки находятся в стадии экспериментов. Регенерационная медицина — это удел будущего.

Курс лечения прокладывают... мыши

— Возможно ли использовать ваши разработки для лечения неврологических и психических заболеваний?

— Это одно из самых перспективных направлений клеточных технологий. Сейчас во всём мире набирает популярность трансляционная медицина, когда то или иное расстройство, выявленное у конкретного пациента, моделируется на животных (в частности, на мышах), что даёт возможность подобрать оптимальный курс лечения. Мы можем понять, какие вещества и какие рецепторы включены в патологический процесс, чтоб провести индивидуальную коррекцию.

— Наверное, такой подбор обходится весьма недёшево?

— И для пациента, и для здравоохранения в целом это обходится дешевле, чем принятый в России подход подбора лекарств: если не действует одно, врач назначает другое, третье и так далее. В Великобритании, например, индивидуальная трансляционная медицина широко используется более 15 лет. Она позволяет достичь ощутимых результатов даже при таких трудно поддающихся лечению заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, эпилепсия, шизофрения, последствия инсульта и т. д.

Требуется национальная программа

— Каковы перспективы трансляционной медицины в нашей стране?

— Учитывая большую распространённость генетических заболеваний, требующих индивидуального подхода к лечению, перспективы трансляционной медицины весьма обширны. Основная сложность в создании материальной базы, в частности — в отсутствии достаточного количества так называемых SPF-вивариев, позволяющих создать стандартные условия содержания лабораторных животных. Появление сети таких вивариев обеспечило бы возможность обмена коллекциями животных между научными центрами для более быстрого и эффективного подбора оптимального лечения при различных заболеваниях.

В США, европейских странах, Японии эта работа поставлена на поток. В нашей стране подобные крупные виварии имеются только в Пущине-на-Оке и Новосибирске. В Нижнем Новгороде НижГМА и ННГУ только начали движение в этом направлении, хотя в городе находится несколько НИИ медико-биологической направленности, работа которых требует стандартизованных лабораторных животных.

— Сейчас много говорится о государственной поддержке инноваций. В какой степени эти меры затро- нут сферу трансляционной медицины?

— Пока в официальных документах речь идёт о создании национального генетического центра. Но одного центра на всю страну мало, такие центры необходимо создавать на региональном уровне, обеспечив при этом федеральное финансирование. Я считаю, что создание региональных генетических центров с SPF-вивариями должно стать национальным проектом, направленным на самое гуманное, эффективное и экономически выгодное лечение. Кстати, SPF-виварии нужны и для проведения доклинических исследований, являющихся одним из самых значимых звеньев создания новых лекарственных средств.

Новый препарат: внедрение не за горами

— Технологии «мозга в пробирке» позволяют не только подбирать, но и создавать лекарственные вещества?

— Да, у нас разрабатывается лекарственный препарат, повышающий жизнеспособность мозговой ткани в условиях жёсткой гипоксии. Это очень актуальная проблема, так как при сосудистых катастрофах нервные клетки гибнут в результате нехватки кислорода. Мы уже три года изучаем фармакологическое действие препарата на разных моделях ишемии нервной ткани.

— Что лежит в основе действия этого препарата?

— Наиболее эффективны те препараты, которые органически включены в метаболизм человеческого организма, то есть имеют некие естественные аналоги. В нашем случае речь идёт об эритропоэтине. Его антигипоксическое действие используют спортсмены для достижения сверхвысоких результатов. Но у пациентов с нарушениями мозгового кровообращения эритропоэтин применять нельзя, так как он повышает риск образования тромбов. Можно создать препарат, который, обладая достоинствами эритропоэтина, лишён его недостатков. То есть он увеличивает резистентность к гипоксии, не вызывая сгущения крови.

— В какой стадии находится разработка препарата и когда можно ожидать его внедрения в практику?

— Для начала процедуры регистрации препарата мы готовы подать заявку на получение субсидий от Минпромторга РФ в рамках стратегии развития фармацевтической промышленности на период до 2020 года. Это длительная и трудоёмкая процедура, на рассмотрение заявки уходит около года. Затем, если всё сложится успешно и нам выделят средства на дальнейшую работу, ещё три года уйдёт на клинические испытания. Если учесть, что мы уже затратили три года на доклиническое изучение препарата, то шесть-семь лет на внедрение — это очень хороший результат.

— Можно ли сказать, что такие лаборатории, как ваша, открывают реальные возможности для разработки отечественных фармацевтических средств и способствуют развитию импортозамещения?

— С импортозамещением в фармации дело обстоит примерно так же, как в животноводстве: если требуется мраморная говядина, то сначала нужно построить ферму, подготовить кормовую базу, вырастить бычков. За неделю мраморную говядину не получишь, а тем более не создашь инновационный лекарственный препарат. К сожалению, в 90‑е годы многое было разрушено. Негативные процессы затронули и нижегородскую нейрофизиологическую школу, созданную знаменитым академиком Анохиным: средства на развитие не выделялись, оборудование не закупалось, люди теряли веру в значимость своих исследований. Но начиная с 2007 года нам удалось заново создать материальную базу, объединить творческий коллектив учёных и выйти на экспертный уровень. Для реального импортозамещения в фармации требуются подготовка кадров и материальная база, включая уже упомянутые SPF-виварии. Если будет адекватная государственная поддержка, то и инновационные отечественные препараты непременно появятся.



Оставить комментарий
Вход
Комментарии (1)
  1. Владимир Власов
    |
    05:54
    03.01.2016
    0
    +
    -
    ""как осуществляется мышление, никто сказать не может.""" Я знаю как это происходит. Знаю как преобразовывается через глаз сигнал в мозг и как обрабатывается. Это сложный процесс состоящий из простых, надёжных физических процессов.
Все комментарии Оставить свой комментарий

Актуальные вопросы

  1. Какие новые ограничения могут ввести на продажу алкоголя?
  2. Что за вирус Fanta, который крадет деньги у пользователей онлайн-сервисов?
  3. Когда будет третья волна бабьего лета?


Самое интересное в регионах
Роскачество
САМОЕ ИНТЕРЕСНОЕ В СОЦСЕТЯХ