2020 год: во рту будут выращивать зубы, а в мозге - новые клетки
Химеры XXI века
В августе мир облетела новость, вселяющая надежду навсегда избавить человечество от проблем с утерей зубов. Ученым из Токийского университета естественных наук во рту мыши удалось вырастить настоящий новый зуб! Исследователи извлекли из зародышей мышей 50 тысяч стволовых клеток, из которых формируются зубы. Затем несколько недель выращивали их в желеобразном коллагене. В результате вырос зародыш зуба размером около полумиллиметра. Его пересадили взрослой мыши на место вырванного резца, и уже через 37 дней зуб пробился сквозь десну. А спустя 50 дней мышь могла жевать всеми своими зубами!
И это не единственный успех биоинженеров, которые на протяжении последних лет создают «запчасти» для живого организма с помощью стволовых клеток (см. схему).
Чудеса клеточных технологий
- Складывается впечатление, что не сегодня, так завтра человека будут собирать, как конструктор. Когда же у нас появится склад собственных «запчастей», которые мы сможем менять по мере необходимости? - спросила я у директора Института стволовых клеток человека Артура Исаева.
- Лет через 5 - 10, - предположил Артур Александрович. - Столько времени уйдет на клинические испытания выращенных с помощью клеточных технологий тканей и органов. И только потом их будут применять на человеке.
- На какие «запчасти» рассчитывать? Новые зубы стоматологи вырастят?
- Не знаю, - честно ответил Артур Александрович. - Процесс образования зубов у человека и животных протекает по-разному. И удастся ли повторить мышиный опыт в человеческом рту, неизвестно. Но уже сегодня клеточные технологии применяют при создании зубных имплантатов.
- А сердце поменяют? Американские ученые говорят, что им удалось вырастить новое сердце на каркасе старого.
- На самом деле не сердце вырастили, а лишь структуру, которая имеет мышечную ткань и которая не выполняет функции сердца. Ученые пока не смогли достичь того, чтобы этот орган состоял полностью из сердечной мышцы, имел четкий ритм сокращений и правильное кровоснабжение.
- Но клапаны сердца все же вырастили из стволовых клеток в Швейцарии?
- Да, здесь есть успехи. Клапан не надо полностью воссоздавать - достаточно тканево-инженерной конструкции, выполняющей его функцию. Поэтому можно на обычных искусственных клапанах нарастить клеточные структуры из клеток организма самого пациента и пересадить вместо изношенных. Сейчас пытаются сделать клапаны, которые сами могут расти.
- Мозг смогут обновить?
- Мозг - очень сложная структура, состоящая из большого количества клеток. Выращенная клетка мозга - большое достижение, имеющее огромные перспективы. Если вырастить новые здоровые клетки и имплантировать их в мозг, то можно избежать таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Но полностью весь мозг заменить, наверное, не удастся. Есть и еще одна проблема: ученым нужно научиться выращивать из собственных клеток человека нужные специализированные клетки, чтобы они не отторгались организмом.
- Это возможно?
- Уже сейчас ведутся успешные опыты. Например, ученые из Университета Киото (Япония) получили IPS-клетки - клетки, напоминающие эмбриональные стволовые. Эти клетки решают проблему отторжения пересаженных тканей. И, значит, скоро можно будет заменить пораженную ткань человека на точно такую же ткань этого пациента, только здоровую.
- Какие «запчасти» для человека появятся первыми?
- Кости и кожа. Что касается органов, я бы ничего не назвал. Пока идет работа на уровне клеток и ткани. В нашем институте руководитель лаборатории клеточных технологий профессор Сергей Киселев из линии эмбриональных стволовых клеток получил клетки, зачаток глаза и пигментные клетки сетчатки. И эти клетки могут использоваться для лечения макулодистрофии - болезни, при которой поражается сетчатка глаза и нарушается центральное зрение. А также для избавления от старческой слепоты - дегенерации клеток сетчатки.
В общем, надо продержаться до 2020 года. Тогда появится реальная надежда на поддержание организма в «молодом» состоянии на протяжении очень длительного времени, что фактически отменяет старение.
А В ЭТО ВРЕМЯ
Даже мозг может стать электронным
Что органы! Швейцарские ученые взялись за создание электронного аналога человеческого мозга. Руководитель проекта «Синий мозг» Генри Маркрем заявил на недавней конференции в Оксфорде, что научит компьютер мыслить в ближайшие 10 лет.
- Электронный мозг, как и настоящий, будет не только обрабатывать данные и хранить гигантские объемы информации, но и сможет осознавать себя, чувствовать и размышлять, - уверяет Маркрем. - Ведь наше сознание и чувства - это результат электрических и химических импульсов, пробегающих по нервным клеткам. Поэтому если сконструировать нечто, действующее точно как человеческий мозг, то сознание возникнет само.
На суперкомпьютере BlueGene/L ученый уже смоделировал одно из полушарий мозга мыши, содержащее около 8 млн нейронов. Теперь же он берется воспроизвести деятельность 100 млрд нейронов человеческого мозга.
