5 февраля в Адлере (на базе НИИ медицинской приматологии РАН) группа ученых-врачей, организованная академиком РАН А.Д. Каприным, впервые в мире провела уникальный научно-медицинский эксперимент: изолированную перфузию головы химиопрепаратами на модели павиана-гамадрила.
НИИ медицинской приматологии РАН – старейший в мире центр (основан в 1928 году) и единственный научный институт в России, который занимается разведением лабораторных приматов. Здесь содержатся тысячи животных: павианов, мартышек, макак – приматов со сходными человеку анатомо-физиологическими характеристиками.
В этот день "Научная Россия" встретилась с директором уникального НИИ – Сергеем Орловым. Врач рассказал, как проходят научные исследования, чем схожи павианы и человек, а также поделился подробностями состоявшегося научно-медицинского эксперимента.
Справка. Сергей Владимирович Орлов – доктор медицинских наук, член-корреспондент Российской академии наук, онколог, директор НИИ медицинской приматологии РАН.
– Чем низшие приматы схожи с человеком? Почему именно их задействуют в научных экспериментах?
– Приматы – это лабораторные двойники человека. Мы тоже относимся к отряду приматов (высшие приматы), поэтому у нас с ними очень много общего: те же механизмы заживления ран, тот же период восстановления, мы имеем схожие биохимические, иммунологические процессы в организме И поэтому, если необходимо провести какое-то важное для человечества исследование, например испытание новой вакцины (в том числе вакцины от коронавируса, производство которой мы сейчас пытаемся наладить всем миром), используются именно те модели животных, которые наиболее адекватны человеку, – то есть модель приматов.
В нашем Институте содержатся около шести тысяч низших приматов: зеленые мартышки, павианы, яванские макаки и макаки-резусы, на которых как раз проводится большинство доклинических исследований различных препаратов и, соответственно, эта модель является идеальной. А высшие приматы – это человекообразные обезьяны (гиббоны, орангутанги, гориллы и другие); они максимально близки человеку, и опыты, которые на них проводились ранее, сегодня запрещены по этическим соображениям.
Низшие приматы сейчас считаются наиболее распространенной моделью, и, действительно, те научные данные, которые мы получаем при изучении этих животных, можно экстраполировать на человека и успешно лечить с их помощью людей.
– Долго ли готовились к сегодняшней операции?
– К этому научно-медицинскому эксперименту мы шли, действительно, долго. Была задействована большая междисциплинарная бригада врачей: хирурги-онкологи, анестезиологи, кардиохирурги, ветеринары и т.д. На операции работали врачи из различных учреждений: и онкологи НМИЦ радиологии во главе с академиком РАН Андреем Дмитриевичем Каприным, и молодые хирурги, которые разрабатывали этот метод еще в Санкт-Петербурге, в НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе, и главный врач Костромского окнодиспансера Владимир Михайлович Унгурян и многие другие. Большая бригада хирургов-анестезиологов под руководством академика РАН Владимира Алексеевича Порханова прибыла из Краснодара – из НИИ Краевая Клиническая больница №1 им. проф. С.В. Очаповского.
Подготовка была длительной, по ее итогу мы приняли решение провести сегодня эксперимент непосредственно на живом объекте – на павиане-гамадриле, жителе нашего питомника. Экспериментальная перфузия головы химиопрепаратами, как вы знаете, была проведена впервые в мире. Полученный опыт очень важен для нас и для будущей медицины, ведь рак очень часто поражает именно головной мозг, но все существующие методы лекарственной терапии на сегодняшний день не очень эффективны.
НИИ медицинской приматологии РАН представляет огромный интерес для современной фармацевтики. Гуманное отношение к животным было заложено как базовый принцип с первых лет работы Института. По подобию сочинского НИИ МП РАН, старейшего приматологического центра на планете, были созданы все последующие приматологические центры мира.
– Здесь прямое вливание лекарства получается? Доставка препарата прицельно в пораженный орган, а именно в опухоль.
– Все верно. Причем концентрация этого химиопрепарата в сотни раз превышает нормальные терапевтические дозы в нормальный орган. Такая мощная концентрация губительна для опухоли, в то же время здоровые ткани не затрагиваются. Это действительно уникальная методика.
Существует перфузия различных частей тела, но чаще всего перфузируют печень и легкие. Такие методы уже отработаны и в эксперименте, и в клинике, и успешно применяются в ограниченных случаях: когда все виды лечения испробованы, а результата нет. Однако изолированная перфузия головы – это новое направление, которое еще требует изучения, поскольку голова, головной мозг – это все-таки очень сложный орган. Понятно, что перфузия этой локализации для терапии сложнее, чем перфузия печени или легкого.
– Планируется ли проверка когнитивных навыков павиана после эксперимента?
– Конечно. Для того чтобы изучить когнитивные функции головного мозга, надо определить, какие навыки есть у обезьяны до эксперимента, и далее, по завершении операции, снова проверить эти навыки. В ходе теста обезьяна должна будет выполнить ряд нехитрых действий: например, найти приманку, попасть в мишень и так далее. Перед тем как приступать к экспериментам мы обычно проводим обучение наших приматов простейшим навыкам, которые они, с помощью разработанных тестов, усваивают.
Есть другой вариант проверки навыков, связанный с влиянием облучения. У нас проходили эксперименты по имитации полета на Марс, где космонавту в течение длительного времени предстоит получать облучение космическими лучами, что может вызвать нарушение когнитивных функций. Поэтому одно из направлений, которым мы занимаемся, – это изучение когнитивных функций обезьяны после облучения головного мозга, и в частности гиппокампуса, который наиболее подвержен воздействию лучей. Такая работа в нашем Институте проводилась последние три года, и мы все полученные результаты передали мировому научному сообществу.
Космический аппарат «Бион-М» предназначался для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области космической биологии и медицины, радиационно-физических и радиобиологических экспериментов.
Фото: ГК "Роскосмос".
– А какие еще есть исследования, связанные с освоением космоса?
– Как вы знаете, наши питомцы с 1986-го по 1993 год участвовали в космической программе под названием «Бион». Тогда в космос летали шесть пар яванских макак. Целью проекта было изучение функций различных систем: сердечно-сосудистой, головного мозга и так далее. Программа завершилась успешно, и наши макаки-космонавты впоследствии прожили долгую жизнь в питомнике, многие из них обзавелись потомством. Так что, в общем-то, эта космическая программа была закончена в 1992 году. На сегодняшний день подобных больших космических проектов пока не планируется, но есть один актуальный вопрос, который по-прежнему стоит перед учеными, – это длительные космические перелеты, и в частности полет на Марс. По этому направлению мы недавно проводили исследования, и сейчас наблюдаем за обезьянами, которые были задействованы в эксперименте.
– В вашем питомнике проживает большое количество пожилых обезьян. Расскажите о геронтологических исследованиях, которые проводятся в НИИ
– У нас в питомнике, действительно, много пожилых обезьян, потому что условия жизни здесь более комфортные, чем в дикой природе: лучше питание, меньше болезней и врагов. Питание у наших приматов полноценное и регулярное: каждый день они получают все необходимые витамины, фрукты, овощи. Срок жизни у обезьян здесь максимальный – они доживают в среднем до 25-30 лет, тогда как в дикой природе – примерно до 10-15 лет.
Что касается геронтологии, которая изучает старение, то есть различные эксперименты, различные препараты, которые разрабатывают в доклинических исследованиях и испытывают на наших обезьянах. Благодаря тому, что такие возрастные приматы у нас есть, мы можем позволить себе проверять действие различных препаратов, борющихся с возрастными болезнями, такими как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другими.
– Обезьяны узнают врачей, которые их лечат? В целом ваши питомцы агрессивны или нет?
– Нет, нельзя сказать, что они очень агрессивные. Обезьяны, конечно, хорошо знают тех специалистов, которые непосредственно за ними наблюдают. Это так называемое трехступенчатое наблюдение: ветеринар, потом зоотехник, который тщательно следит за группой животных, и рабочий по уходу, который кормит питомцев, убирает территорию, следит за порядком в вольерах. Животные хорошо знают своих непосредственных наставников, те могут спокойно заходить к ним в вольер, и обезьяны воспринимают их как своих. Если же в питомник приходит кто-то из чужих людей, то это, конечно, вызывает у обезьян нервозность, страх, – тогда они могут быть агрессивными. А тех людей, которые за ними ухаживают, животные прекрасно знают и никакой агрессии не проявляют.
В питомниках НИИ медицинской приматологии проживают порядка шести тысяч обезьян. Каждый год здесь рождается около тысячи приматов.
– Сергей Владимирович, какие у вас ближайшие планы по развитию Института, на что рассчитываете, чего ждете?
– Самые крупные текущие исследования – это, конечно, разработка новых вакцин, новых моноклональных антител. Сейчас очень большие группы наших питомцев участвуют в разработке вакцины против коронавируса и других инфекционных заболеваний, которые также грозят человечеству: полиомиелит, корь, краснуха и др.
Кроме того, у нас развивается много различных направлений, связанных с производством органов, которые могут служить заменой донорских органов. Речь о создании специальных методик, например методики децеллюляризации, когда изготавливается клапан сердца, который можно пересадить обезьяне.
Планируется работа по выращиванию трансгенных свиней, чьи органы будут основой для трансплантации: для сетчатки глаза, сосудов, а впоследствии, может быть, даже и для трансплантации сердца. Поэтому очень много работ проводится по так называемой тканевой инженерии, созданию искусственных тканей и органов. И эта работа у нас ведется как с российскими НИИ, так и с зарубежными научными институтами. Мы тесно сотрудничаем с Высшей медицинской школой Ганновера – это одна из крупнейших европейских баз и центров по трансплантологии. Сотрудники Школы приезжают к нам, а наши специалисты – в Германию. Сейчас, в связи с ограничением из-за коронавируса, эта работа временно прекратилась, но мы надеемся, что она возобновится после окончания пандемии.
Беседовала Янина Хужина.
