«В будущем мы будем использовать лабораторные органы, чтобы решить, какое лечение применить»

Его работа полностью изменила наше понимание и лечение болезней. Можете ли вы объяснить нам, что такое органоид?

Большую часть нашего тела можно восстановить благодаря стволовым клеткам. Практически все органы обладают такой способностью. Некоторые делают это только при повреждении, а другие, как и кожа, постоянно регенерируют. Например, кишечник обновляется каждую неделю: почти восемь метров кишечника заменяются новой тканью. Стволовые клетки, управляющие этим процессом, наиболее активны в организме человека, и мы знали, что их поведение зависит от окружающей среды. Вот почему мы подумали о том, чтобы сделать нечто подобное в лаборатории. Мы извлекаем стволовые клетки из организма, отвозим их в лабораторию, воссоздаем среду, в которой они живут, и наблюдаем происходящее в трех измерениях, не на плоской пластинке, а в коллагеновом геле. Через неделю у нас их было много, и самое удивительное заключалось в том, что одна из них воспроизводила структуру исходной ткани. Это оказалась миниатюрная версия кишечника. Мы называем их органоидами, потому что они выглядят как настоящие органы. Если вы возьмете стволовую клетку из кишечника, вы получите кишечный органоид; Если взять из печени, то это будет печень. Интересно то, что они очень напоминают оригинальную ткань. Плюс, это люди, а не модели животных. Если я удалю органоид из вашего тела, это расскажет нам не только об органе, но и о вас как о человеке, как о пациенте.

Как вы думаете, какую функцию могли выполнять эти мини-органы после их изготовления?

Нашей первой идеей было подумать о трансплантации органов. Мы перешли от мышей к мышам, используя стволовые клетки. По сути, стволовые клетки извлекаются, создается ткань и планируется трансплантация. Вопрос заключался в следующем: нормальная это ткань или раковая? Оно оказалось в норме, поэтому ткани у нас получилось много. Это было первое приложение. Прошло 12 лет, а развитие клеточной терапии остается сложным. Нужно учитывать множество факторов: безопасность, эффективность, коммерческая жизнеспособность… Это очень сложно. Но мы поняли, что с помощью органоидов можно сделать гораздо больше. Раньше мы использовали животных или клеточные линии. Органоиды решают эту проблему, и их применение в биомедицинских исследованиях огромно.

Однако кажется, что его использование при трансплантации сопряжено со многими осложнениями.

Были проведены некоторые испытания. Один в кишечнике в Токио, а другой в слюнных железах. Больные раком, которые теряют способность глотать или жевать, могут получить пользу. Разрабатываются органоиды слюны, которые вводятся через кожу; Они очень хорошо работают на животных, и текущие испытания на людях также показывают хорошие результаты. Но мы все еще находимся на начальном этапе.

Насколько органоид похож на орган?

Речь идет о структурах размером примерно 1 мм. У них нет нервов и иммунных клеток. Многие лаборатории работают над более сложными версиями, чтобы сделать их более похожими на настоящие ткани. Их сила в том, что они просты и воспроизводимы; их слабость в том, что им не хватает подлинной сложности органа. Это правда, что иммунные клетки или кровообращение можно добавить с помощью биоинженерии, но это все равно будет уменьшенная модель. Он служит экспериментальной платформой для открытия основных принципов. Когда мы думаем, что нашли что-то подходящее, мы переходим к моделям животных, чтобы посмотреть, работает ли это в реальных условиях.

Можем ли мы подумать об окончании испытаний на животных?

Лас органы здравоохранения США (FDA на английском языке) только что объявили, что в ближайшие пять лет они хотят сократить или исключить использование животных в экспериментах. Я не думаю, что это осуществимо или разумно, и уж точно не в случае маленьких молекул, а в случае больших. Речь идет примерно о половине работы, проделанной сейчас в мире. Мы используем мышей, собак и обезьян, но FDA стремится сократить или даже исключить использование живых животных. Поэтому необходимо будет разрабатывать новые модели, поскольку с моделями на животных существует проблема: представленные в них болезни не очень похожи на болезни человека. Например, в случае болезни Паркинсона симптомы могут быть схожими, но причина – нет. Животные модели не раскрывают истинных причин, поэтому то, что мы обнаруживаем с их помощью, не всегда применимо к людям. Вот почему так интересно начать с человеческих моделей. В фармакологии мы должны учитывать все факторы, которые на нас влияют: не только токсичность, но и абсорбцию. Человеческая модель может быть лучшим предиктором перед переходом к клиническим испытаниям, что повысит уровень безопасности. В настоящее время мы уже проводим тесты с органоидами и надеемся, что со временем они смогут заменить тесты на животных.

При каких заболеваниях они уже применяются?

Яркий пример – муковисцидоз. В Голландии от него страдают около 1500 человек. В 2014-2015 годах мы создали органоиды от пациентов с разными генетическими вариантами. Всего за две недели можно получить и протестировать персонализированные методы лечения: если препарат работает в органоиде, он работает и на пациенте. Это очень точный тест. Нечто подобное происходит и при раке: если работать с собственными опухолевыми клетками пациента, можно попробовать различные методы лечения и посмотреть, какой из них лучше всего разрушает опухоль. Органоиды — отличный предсказатель: около 80% предсказаний оказываются верными. Однако в онкологии процесс идет медленнее и дороже. Нужен высококвалифицированный персонал. Именно поэтому появляются биотехнологические компании, которые разрабатывают машины для автоматического создания и тестирования органоидов. Через несколько лет мы увидим значительный прогресс.

Будут ли в будущем у каждого человека свои органоиды?

Наверное, да. Это станет началом по-настоящему персонализированной медицины. Врачи смогут использовать органоиды пациента, чтобы решить, какое лечение применить. Это станет началом по-настоящему персонализированной медицины. Врачи смогут разработать их у пациента, чтобы решить, какое лечение применить. Если мы подумаем о том, как мы лечим инфекции, процедура ничем не отличается: для каждого пациента делается посев бактерий и мы ждем, чтобы увидеть, что произойдет с антибиотиками; Просто через три дня назначают наиболее подходящий антибиотик. Что ж, с раком произойдет нечто подобное: опухоль проанализируют, оценят и введут соответствующий препарат.

Я убежден, что это станет очень важной частью процесса. Диагноз будет включать патологическую информацию, секвенирование ДНК и, следовательно, оценку того, какое лечение работает лучше всего. Сейчас весь этот процесс, конечно, занимает больше времени, но это изменится.

Некоторые группы работают над эмбриоидами. Что вы думаете об этом направлении исследований?

Этические последствия такого направления работы очень важны. Эмбриоиды позволяют воссоздать ранние этапы развития человека из стволовых клеток, и это вызывает много вопросов. Даже с органоидами возникают дилеммы: если они происходят из вашего тела, то чьи они? От пациента, из лаборатории, из института? Можно ли их использовать в коммерческих целях? В случае эмбриоидов все еще сложнее. Лично я избегал испытаний человеческих эмбриональных стволовых клеток. Существуют этические реалии, которые мы должны четко понимать: что мы хотим делать, кто участвует и для каких целей.

В этом смысле существует ли международное регулирование использования органоидов?

Да. Хотя технологии развиваются быстрее, чем законы, они не развиваются в вакууме. Органоиды производятся из тканей человека, и это уже регулируется европейскими и местными законами. В Голландии, например, это подлежит контролю. Проблема возникает, когда донорская ткань остается живой в течение многих лет. Кто решает, что с ним делать, если донор умрет? Кому принадлежит линия органоидов? Это очень актуальные вопросы.

Как вы видите научную ситуацию между Европой, США и Азией?

Я разговаривал с американскими коллегами, которые боятся отстать от Европы или Китая. Давление на ученых в США заставляет многих переезжать в Европу. Например, в моей лаборатории в Утрехте работают шесть китайских исследователей, которые раньше уехали бы в США, а теперь предпочитают Европу. Это правда, что в Европе мы очень требовательны к правилам, но это также обеспечивает надежность и безопасность. В конечном счете, я считаю, что наука и технологии необходимы для решения глобальных проблем. Без них мы не сможем выжить на этой планете.