Ускорить процесс регенерации: клеточный биолог Юлия Сафарова о своих исследованиях по восстановлению кости

19 августа в столице прошла седьмая конференция TEDxAstana. Главной темой мероприятия стала концепция Youniverse, в рамках которой спикеры исследовали разнообразные вопросы об этических дилеммах, новых общественных нормах, ожиданиях, мечтах и целях человека в мире. Так, на сцене конференции со своим докладом выступила клеточный биолог, PhD и старший научный сотрудник лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины в Назарбаев Университете Юлия Сафарова. 

На протяжении 11 лет она работает над проектом по использованию стволовых клеток для лечения переломов. Редакция STEPPE поговорила с Юлией о ее клинических исследованиях, важности международного сотрудничества, научном сообществе, а также возможных опасностях и рисках.

Я училась по программе «Болашак» в Новой Зеландии по специальности «биомедицина». Понимание, что это может перерасти в какую-то научную деятельность в области разработки различных подходов лечения, пришло не сразу. Позже в 2011 году в Назарбаев Университете меня отправили на стажировку в Университет Питтсбурга в Лабораторию химического синтеза, которая разрабатывает органические полимеры для применения в биомедицине. Руководителем проекта в Казахстане выступила профессор Шолпан Аскарова.

Однако, чтобы стать отличным специалистом в медицинской сфере и продолжать вести исследования, необходимо пройти все этапы академической подготовки, включающие в себя магистратуру и докторантуру. Поэтому молодым ученым считается человек до 40 лет со степенью PhD, которая выдается совсем нелегко.

Лечение переломов

Сейчас наша команда занимается разработкой клеточной терапии для лечения переломов при остеопорозе. Дело в том, что кости человека постоянно обновляются и примерно каждые десять лет мы имеем уже практически новый скелет. С наступлением возраста природа ограничивает возможность получения нового скелета. С увеличением продолжительности жизни идет рост и заболеваний, возникающих по мере старения, к которым относится остеопороз. 

Само по себе состояние характеризуется пониженной плотностью костной ткани и становится тихой бомбой замедленного действия. Хрупкость кости является причиной увеличения риска перелома даже при незначительном падении. 

Переломы на фоне остеопорозного состояния могут привести к длительному реабилитационному периоду и даже последующей инвалидности. Замедленная регенерация костной ткани происходит не только из-за нарушенного баланса между клетками разрушающими и образующими кость, но также за счет снижения числа клеток предшественников остеобластов — мезенхимальных стволовых клеток. 

Проще говоря, представьте себе, что наши кости — это сухарик, остеобласты — хлеб, а мензехимальные стволовые клетки — тесто, которое предстоит замесить. Так, при остеопорозе организму критически не хватает «теста», из которого потом будут восстанавливаться и создаваться наши кости. 

Отличная новость заключается в том, что с развитием биомедицинской науки стало возможным их получение из жидкости костного мозга, жировой ткани и синовиальной жидкости, а также последующее их размножение в лабораторных условиях. 

Нашей команде удалось продвинутся в этом вопросе и улучшить данный показатель на модели регенерации костной ткани у лабораторных крыс с остеопорозом. Мы улучшили доставку стволовых клеток непосредственно к месту перелома и ускорили регенерацию на целых 40%. 

Значит ли это, что это готовый продукт? Нет. Необходимы еще клинические испытания и как минимум семь лет успешных исследований, чтобы этот подход мог применяться в клинической практике. 

Планы проекта

Наше исследование завершилось год назад, так как закончилось финансирование. Но мы как научные сотрудники продолжаем работу над костной регенерацией. На сегодня я занимаюсь коллаборационным проектом с Восточно-Казахстанским техническим университетом имени Даулета Серикбаева. Мы проводим исследование поверхности титанов, напыления и того, как они реагируют с клетками и впоследствии с костью. Также у нас имеется проект с итальянским университетом по керамическим гранулам для ускорения заживления переломов. 

Важно понимать, что для научных исследований нужны определенные финансы и правовое подкрепление. Так, например, в Казахстане очень размыта правовая база на использование биомедицинских клеточных продуктов, из-за чего появляется моральный диспут. 

Результаты исследования

На самом деле, в мире только восемь видов официально одобренных клеточных продуктов и все они направлены на лечение лейкемии разного рода. В США Агентство по контролю за медпрепаратами неоднократно предупреждало об опасности, которая может скрываться за терапией стволовыми клетками, которые не прошли клинических испытаний или показали неоднозначные результаты. Клинические испытания и их эффективность, не только в области клеточной терапии, но и во всех областях биомедицинской и фармакологической науки, можно найти на официальном сайте Агентства.

Было бы здорово создать что-то похожее в Казахстане в области применения стволовых клеток. Это не обязательно должно быть клиническим исследованием, пусть это будет место, где будет вестись учет всех тех, кто прошел терапию, с фактическими анализами и обследованиями. Данные могут быть анонимными, но должны быть общедоступными, чтобы изучать и извлекать уроки. 

Пока что в Казахстане стволовые клетки относятся к лекарственным средствам передовых технологий. Так называют лекарственные средства, получаемые биотехнологическим или биоинженерным путем, которые предлагают новые возможности для лечения заболеваний и травм, включая средства для генной терапии. 

Потенциальные риски

В конце 2020 года у нас в стране утверждены правила, которые исключили лекарства передовой технологии из стандартной процедуры допуска на рынок. Этот же документ изменил процесс мониторинга эффективности и безопасности применения этих лекарственных средств.

Это все для кого-то звучит «прогрессивно», но очень важно осознавать риски терапии стволовыми клетками: это и потенциальные инфекции, связанные с увеличением количества клеток в лабораторных условиях, и аллергические реакции, и развитие раковой опухоли. 

Потенциал стволовых клеток огромен — как со знаком плюс, так и со знаком минус. 

Поэтому важно всегда соблюдать баланс между потенциальным положительным эффектом от терапии и возможными осложнениями. И если это не вопрос жизни и смерти или значительного повышения качества жизни, то может быть стоит рассмотреть еще варианты. 

Я ученый и мне нравится, когда разработки находят своего пациента. Но мы всегда помним о том, что недобросовестное использование этих технологий может привести к фатальным последствиям, а после создать неправильное восприятие и тем самым стигматизировать развитие этой области на долгие годы. Сейчас мы находимся в критической точке — когда ответственность лежит на нас самих. И решение можем принять только мы сами. 

Этические основы проведения клинических исследований заложила Хельсинская декларация Всемирной медицинской ассоциации в 1964 году после «талидомидовой» трагедии. Тогда препарат с неподтвержденной эффективностью обернулся кошмаром для беременных женщин — в результате бесконтрольного применения препарата родилось по разным подсчетам от восьми до 12 тысяч детей с врожденными уродствами.  

Только двойной независимый контроль над клиническими испытаниями со стороны государства и гражданского общества может обеспечить безопасность их проведения. 

Мы должны научиться понимать науку и как она работает, не опираясь на сарафанное радио или непроверенные источники. 

Мы как ученые не можем сделать это за общество, мы можем лишь повышать осведомленность и налаживать коммуникацию посредством таких мероприятий как TEDxAstana. И может быть это спасет кому-то жизнь. Здесь важно осознавать две стороны одной медали: эмоциональные дискуссии, этические дилеммы, например, связанные с вопросом тестирования технологий на животных, могут отбросить годы труда ученых и миллионы вложений в науку, не давая шансы решить критические важные проблемы человечества.