Возьмите в руки листок и посмотрите сквозь него на свет. Вы увидите густую сеть жилок, что очень напоминает нашу с вами сосудистую сеть. Итак, когда мышечные клетки сердца высадили на листок, они начали расти, повторяя узор этого естественного каркаса. Природная матрица листа направляла и сдерживала их рост. При других биологических для выращивания органов и тканей клеточным каркасом могут служить разные вещи и материалы, в том числе пластик.
Лист выполнял и другую важную функцию: сеть жилок листа играла роль кровеносных сосудов сердца. Сердце пронизывает чрезвычайно густая сеть кровеносных сосудов, которую, может быть, очень трудно воспроизвести в лабораторных условиях. Жизнедеятельность сердца зависит от мельчайших кровеносных сосудов диаметром до десяти микрон (0,1 мм). Таким образом, скромный листик шпината, возможно, помог решить одну из сложнейших задач современных исследований.
По-моему, одно из самых удивительных свойств сердца – это то, как мышечные клетки сердца сокращаются. Каждая в отдельности, группа клеток или все клетки сердечной мышцы вместе – когда кардиомиоциты получают необходимые питательные вещества, такие как кислород, глюкозу и жирные кислоты, они делают именно то, для чего созданы природой: ритмично сокращаются.
Но от выращивания клеток сердца, которые живут и сокращаются, как положено, на листке или любом другом клеточном каркасе, до создания целого работающего сердца – большой путь. Во-первых, сердце состоит не только из кардиомиоцитов, но также из десятков других клеток, в том числе клеток кровеносных сосудов, пронизывающих сердце, клеток клапанов и проводящей системы сердца. Нужно не только создать и вырастить все эти клетки, но смешать их в нужной пропорции и в определенном порядке, чтобы из них получилось сердце.
Теперь, кажется, мы действительно попали в мир научной фантастики. И все же, он может быть не так уж далек от нашей реальности. На самом деле вырастить мышечные клетки сердца, которые могут синхронно и функционально сокращаться – это огромная задача, с которой ученые уже справились. По крайней мере, можно говорить о том, что мы очень близко подошли к созданию отдельных частей сердца, таких как сердечная мышца или клапанный аппарат, которыми можно будет заменять поврежденные участки сердца. Вероятно, мы не так далеки от возможности лечить больные сердца с помощью выращенных в лабораториях тканей.
Но для чего это нужно? Например, замена целого поврежденного участка сердца, вероятно, позволит вернуть нормальную функцию всему органу. А это значит, что будет не только восстановлено сердце, но и спасена жизнь человека. При необходимости трансплантации, пациент сможет получать орган из лаборатории, а не от другого погибшего человека. При этом пациенту не придется подавлять иммунитет, поскольку он получит сердце, выращенное специально для него.
«Вакцина» против ИБС
Лечить повышенный уровень холестерина может быть очень непросто. Как многим из нас известно из личного опыта, сбросить вес или понизить холестерин с помощью диеты трудно по многим причинам. У нас есть препараты, эффективно снижающие уровень холестерина, но они могут давать побочные эффекты, из-за чего их трудно принимать долго. Кроме того, не все пациенты справляются с задачей регулярного приема лекарств.
В начале 2017 года группа ученых из Гарварда и Пенсильванского университета опубликовала одну интереснейшую работу. Результаты их исследования были встречены как открытие вакцины против ишемической болезни сердца. На самом деле, они изобрели препарат, одной инъекции которого достаточно, чтобы раз и навсегда понизить уровень ЛПНП («плохого» холестерина).
В семьях с высокой заболеваемостью инфарктом миокарда был обнаружен ген PCSK9, по-видимому, ответственный за регуляцию уровня «плохого» холестерина. Этот ген может препятствовать тому, чтобы холестерин удалялся из кровотока и запасался где-нибудь, где он не навредит кровеносным сосудам или сердцу. Новая «вакцина» направлена на этот ген, чтобы помешать ему задерживать холестерин в сосудистом русле. Технически, новый препарат не является вакциной, но по своему действию он напоминает вакцину, потому что однократное введение обеспечивает длительную защиту организма. У лабораторных мышей уровень холестерина падал эквивалентно снижению риска ИБС для человека до 90 %. Такого рода новый препарат еще должен пройти тестирование и исследования, чтобы ученые убедились, что он эффективен и безопасен для человека. Но уже можно сказать, что это потрясающее открытие.
Исследования и разработка новых препаратов ведутся постоянно. В ходе исследований мы также узнаем, что препараты влияют на разных людей различным образом. Для кого-то лекарство оказывается очень эффективным и жизненно важным. Для других оно менее эффективно и имеет побочные эффекты. Аспирин – это яркий пример такого препарата, который спасает множество сердец, но помогает не всем: у некоторых людей инфаркт миокарда развивается, несмотря на прием аспирина.
С точки зрения суперспециализированных и высокоэффективных лекарственных препаратов мы можем смотреть в будущее с оптимизмом. Вероятно, центральное место в будущем займет индивидуализированная медицина: с помощью генетических или других лабораторных тестов врач сможет назначать сидящему перед ним пациенту именно те лекарства, которые ему нужны.
Эпидемия сахарного диабета и ожирения
Когда я была маленькой, я слышала разговоры о том, что где-то в мире голодают дети. По телевизору часто показывали маленьких детей в далеких странах с распухшими от голода животами. Тогда в странах Африки о таких болезнях, как диабет или ожирение, даже не слышали. В отличие от большинства западных стран, где люди чрезмерным потреблением пищи раньше времени загоняли себя в могилу, население беднейших стран мира не могло позволить себе покупать или производить достаточно еды, чтобы себя прокормить.
Хотя в мире все еще есть люди, страдающие от голода и плохого питания, тенденция меняется. Сейчас болезни, связанные с избытком пищи, распространены шире, чем болезни, вызванные ее недостатком. Заболевания, которые изначально появились на Западе, теперь охватывают некоторые из беднейших стран мира в Африке, Южной Америке и Азии. Всемирная организация здравоохранения назвала ожирение одной из наиболее острых на данный момент проблем общественного здравоохранения.
В 1980 году, по сведениям ВОЗ, в мире насчитывалось 108 млн человек, больных сахарным диабетом. На сегодняшний день от сахарного диабета страдают не менее 422 млн человек. Эти люди в 2–3 раза больше подвержены риску инсульта и инфаркта миокарда. В то же время в мире более чем вдвое увеличилось число людей с избыточным весом и ожирением. Сегодня преобладающая часть мирового населения живет в странах, где проблемой является избыточный вес, а не недоедание.
Нельзя сказать, что на состоятельном Западе все благополучно. Когда я училась в медицинском университете, мы изучали сахарный диабет. Нас учили, что существует сахарный диабет 1-го типа, которым болеют почти исключительно дети и молодые люди; при этом заболевании нарушается работа поджелудочной железы, и она неспособна вырабатывать достаточно инсулина. Существует также сахарный диабет 2-го типа, он развивается в основном вследствие неправильного образа жизни – недостаточной физической активности и нездорового питания. При этом организм производит достаточное количество инсулина, но ткани мало чувствительны к нему и не захватывают избыток сахара из крови. Сахарный диабет 2-го типа считался преимущественно болезнью пожилых людей с избыточным весом.
