5 технологий современной медицины, которые должны развиться в ближайшем будущем

Если онкология – это самая передовая область современной медицины, то ее часть посвященная злокачественным болезням крови явно стоит в авангарде. Именно за ее развитием пытаются успеть все остальные отрасли медицины, это драйвер, что придает движение вперед медицинской науке.

Говоря о шагах, которые мы делаем к медицине будущего, в первую очередь необходимо выделить трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) или костного мозга (ТКМ). Это операция по пересадке собственных (аутологичная) или донорских (аллогенная) кроветворных клеток. ТКМ нужна, чтобы «перезапустить» систему кроветворения. Такая перезагрузка необходима при разных заболеваниях.

Красный костный мозг – это «фабрика крови». Многие путают костный мозг со спинным, но это калька с латыни – официального медицинского языка. «Medulla ossea», где «medulla» — это мозг. Но не мозг в нашем привычном понимании. Так называли любую субстанцию, которая находилась глубоко внутри другой.

Костный мозг – это гемопоэтические стволовые клетки или для общего понимания – кроветворные – красно-коричневая мягкая губчатая ткань, которая содержится внутри большинства костей в человеческом организме.

Первая аллогенная трансплантация костного мозга состоялась 12 сентября 1957 года – пациенту был пересажен костный мозг здорового донора.

Сегодня в мире ежегодно выполняется свыше 50 тысяч ТГСК, однако, к сожалению, для нашей страны этот вопрос нельзя назвать полностью решенным. По последним исследованиям, проведенным ФСТ, в России проводится всего лишь около 2 тысяч трансплантаций, а необходимо около 10 тысяч. 80-85% трансплантаций костного мозга проводят в Москве или Санкт-Петербурге.

Именно поэтому первым шагом к медицине будущего будет развитие мощностей в регионах России, чтобы операция стала рутинной. Это поможет лечить пациентов с тяжелыми заболеваниями.

С помощью аппарата, который называется секвенатор, в 21 веке стало возможным масштабное применение определения состава молекулы ДНК. Безусловно, это прорыв и в профилактике, и в диагностике, и в лечении.

Именно секвенатор позволяет определять заболевание на молекулярном уровне при помощи анализа нуклеиновых кислот (собственно говоря, ДНК и РНК) и отдельных белков.

Знания, которые дают нам представления о геноме в целом, отдельных его генах, позволяют понять принципы их взаимодействия, процессы, происходящие в норме и при развитии болезней.

Для любого онкологического или иммунологического заболевания характерно наличие аномалий в геноме, которые, собственно говоря, и сбивают клетку с «правильного» пути нормального развития и делают ее злокачественной или нарушают нормальные иммунные процессы.

Секвенатор позволяет на молекулярном уровне выявить этот дефект – внутреннюю «ошибку» организма, а затем создать «целевое» лекарство.

В будущем появится возможность на основании полученных данных вообще «измерять» заболевания выявленной аномалией. Это поможет понять, что имеющиеся у конкретного человека генетические перестройки в разных клетках могут приводить не только, например, к онкологическому или онкогематологическому заболеванию, но и другим болезням: либо повышать риск их развития, либо осложнений, побочных эффектов от применения лекарств.

Следующим шагом к медицине будущего станет персонифицированная терапия. Сегодня такой вид терапии используется в онкологии, онкогематологии и при аутоиммунных заболеваниях. Однако специалисты считают, что в обозримом будущем при дальнейшем исследовании генома, ее можно будет использовать и при других заболеваниях.

Интересно, что и здесь именно онкогематология стала первой областью, в которой стали применяться технологии будущего. Мировое научное сообщество озаботилось вопросом трансплантации от не полностью совместимых доноров еще в 80-х годах 20-го века, однако, настоящий прорыв случился лишь в 1999 году с появлением клеточного сепаратора, позволяющего с помощью специальных магнитных частиц, содержащихся на поверхности трубок, по которым проходят стволовые клетки, выделить любую клеточную линию, проще говоря отделить одни виды клеток от других, получая клеточный продукт с высокой активностью против конкретной патологии и малой активностью против других клеток организма.

Мне всегда было интересно узнать, задумывались ли создатели о том, какую революцию в дальнейшем произведет их устройство?!

CAR-T — это метод лечения, основанный на использовании собственных клеток пациента для разрушения «сломанных» клеток. Речь идет о новой терапевтической опции, которая позволяет индивидуально подобрать лечение при различных злокачественных опухолях.

Впервые этот метод был применен в США в 2012 году у 7-летней Эмили Уайтхед, исчерпавшей другие средства для борьбы с острой лимфобластной лейкемией, а придуман он был командой пионеров иммунотерапии во главе с Карлом Джуном из Института Пенсильвании.

CAR-T-клеточная терапия (Chimeric Antigen Receptor T-Cell, или T-клетки с химерным антигенным рецептором) заключается в следующем: сначала из организма пациента извлекается кровь методом афереза, далее посредством сепаратора мы получаем определенное количество Т-лимфоцитов. Затем проводится их модификация, чтобы они могли распознавать и атаковать опухолевые клетки, и размножение в специальных биореакторах. Затем новые «обученные» клетки вводятся обратно в организм пациента, чтобы после их перепрограммирования они распознавали, атаковали и разрушали раковые клетки.

Благодаря генной инженерии можно перепрограммировать лимфоциты и ввести в них генную информацию, чтобы эти клетки экспрессировали на поверхности химерный рецептор, или CAR-T, который будет распознавать опухолевый антиген (CD19) и разрушать злокачественные клетки.

Также CAR-T-терапия может быть использована при других, не только онкологических заболеваниях. Например, есть успешный опыт применения в офтальмологии, при остром миелоидном лейкозе и др.

Еще одной важной особенностью этого вида лечения является уникальность создаваемого биомедицинского клеточного препарата для каждого пациента, так как для его производства необходимы наши собственные клетки с нашим индивидуальным генетическим неповторимым набором, что, конечно, переносит человеческую цивилизацию на технологически иной уровень развития. Отрадно, что это происходит именно в здравоохранении.

Нельзя не упомянуть и еще одно технологическое ноу-хау, эдакий клеточный инкубатор под названием биореактор, необходимый для выращивания культуры клеток.

В целом, необходимо заметить, что исправление дефектов вследствие изменений в структуре ДНК или поражения ДНК вирусами, придание клеткам новых функций – это новая и бурно развивающаяся область генной инженерии. Получаемые продукты являются наиболее перспективными методами борьбы с онкологическими и аутоиммунными заболеваниями, а в перспективе могут позволить создавать персонифицированные препараты для лечения других заболеваний.

Необходимо помнить их важную роль в создании современных, в том числе и векторных вакцин, с помощью которых под контроль была взята недавняя пандемия.

Биореактор – это «высокотехнологичная скороварка», в которой смешиваются различные ингредиенты для создания продукта, в нем есть и «миксер» – импеллер, и «газовый клапан» — барботер – устройство для пропускания через слой жидкости пузырьков газа, что необходимо для роста и развития клеток. Отдельно имеется внешний блок управления.

Очень важная характеристика данной «кастрюльки» – стерильность получаемого продукта, так как в дальнейшем он вводится пациенту парентерально.

В заключении, хотелось бы отметить, что сегодня мы не просто приблизились к тому, чтобы каждому дать свою персональную «таблетку», а, фактически, в самых передовых областях уже начали лечить пациентов с помощью персонифицированных препаратов, делая первые, совсем не робкие шаги в новую реальность.

Узнайте также, за какие 7 курьезных открытий можно получить Шнобелевскую премию по медицине, а также читайте, за что присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.