Искусственные органы и продление «золотого часа». Что нас ждет в будущем и настоящем

Руководитель проектной группы Фонда перспективных исследований (ФПИ) профессор Анатолий Ковтун и руководитель лаборатории криоконсервации и гипобиоза Института биофизики клетки РАН, кандидат биологических наук Евгений Фесенко ранее сообщили «360» об успешном восстановлении сердца лягушки после замораживания и увеличении срока хранения органов.

— Продолжая тему восстановления после замораживания, возможно ли резкое старение органов после заморозки?

— Евгений Фесенко (ЕФ): если при размораживании орган сохранит надлежащую функциональную активность, то, я полагаю, дальше с ним ничего плохого не произойдет.

— Какова перспектива пересадки таких органов человеку?

— Анатолий Ковтун (АК): до замораживания органов человека необходимо пройти длительный путь. Мы начали разговор о том, что к 1980-м годам все остановилось. Последняя статья по замораживанию сердца была опубликована в 81-м. Мы надеемся, что данной работой процесс исследования в направлении криоконсервации органов будет перезапущен. Далее должна последовать адаптация предложенного подхода к органам других лабораторных животных, в том числе тех, чьи размеры органов приближены к человеку. Сколько это займет времени, сказать сложно, но точно в этом столетии.

— ЕФ: сейчас в последние три года наблюдается некоторый ренессанс в смысле осознания необходимости исследований в этой области. В частности, в США в 2015 и конце 2017 года прошли два симпозиума, посвященные проблеме создания банков органов. Образована структура, координирующая у них усилия в данной области. В данном случае Фонд перспективных исследований предвосхитил этот всплеск. Что касается прогноза, то я настроен оптимистично, мне представляется, что переход к органам крупных млекопитающих должен произойти в течение 10–15 лет.

— АК: здесь опять необходимо разделить два направления: длительное хранение и пролонгацию в 3–4 раза существующих сроков хранения органов человека, которые абсолютно недостаточны. Если первое — это отложенная перспектива, то второе может быть реализовано в течение ближайшего времени в перспективе 3–5 лет. Опять же для реализации этого нужны люди. К сожалению, не так много тех, кто способен взять на себя ответственность и выполнение подобных работ. Также многое зависит от готовности профильных ведомств внедрять полученные результаты и интегрировать их в собственные программы НИР и НИОКР для доведения до практического применения.

— ЕФ: если заглядывать в будущее… область науки, в которой мы работаем, называется криобиология. С моей точки зрения, венцом развития криобиологии должен стать переход к обратимому замораживанию целых организмов для того, чтобы иметь возможность, как в фантастическом фильме «Пассажиры», отправить людей в другим звездным системам. Почему бы и не помечтать.

— АК: как бы мы не пролонгировали сроки хранения органов, донорского ресурса все равно будет не хватать. Продолжительность жизни растет, вместе с ней растет потребность в пересадках. Все-таки я считаю, что будущее за созданием искусственных органов. Сегодня в России мало наработок в области искусственных органов, но тем не менее они есть.

— ЕФ: искусственные органы тоже нужно как-то доставлять и, в идеале, иметь их запасы, поэтому, мне кажется, эти два направления прекрасно дополнят друг друга.

— Расскажите, пожалуйста, о другом научном событии — продлении «золотого часа». Как долго ученые к этому шли?

— АК: «золотой час» — это время от момента травмы и кровопотери до оказания квалифицированной медицинской помощи. За время «золотого часа» вы должны доставить пострадавшего до места, где ему окажут помощь. Объективные обстоятельства могут этому препятствовать, например, продолжается бой, или погодные условия не позволяют осуществить доставку. В военное время часто погибают из-за кровопотери. Продление «золотого часа» повышает шансы на то, что пострадавший будет вовремя доставлен к месту назначения и его спасут.

Мы поставили перед собой цель продлить «золотой час» не только применительно к кровопотере, но и к другим факторам, которые, так или иначе, приводят к смерти. Например, снижение концентрации кислорода в воздухе, что актуально, например, для шахтеров при обвалах, при авариях на подводных лодках и в других профессиях, связанных с критическими опасностями.

— За счет чего возможно увеличить срок спасения жизни?

— АК: достичь этого можно путем уменьшения потребления организмом «жизненных сил», энергии, снижения метаболических процессов. Еще 120 лет тому назад, в военно-медицинской академии Григорий Скореченко защитил диссертацию, которая называется «Угнетение жизни (старая и новая) в зимней спячке». В преамбуле диссертации он написал: «Жизнь и ее неприменный эпилог смерть составляет главный предмет биологии. Но между ними протискивается третье понятие, патологическое в одних случаях, нормальное — в других: угнетение жизни. Изучение незадерживаемой, ликующей жизни представляет в высшей степени увлекательную задачу, но и исследование угнетенной, придавленной, затаившейся жизни также способно пролить много света в темные области физиологии и патологии». В природе есть механизм, который позволяет экономить эту силу в определенный период времени. Одним из наших национальных символов является медведь, который засыпает на зиму, чтобы весной проснуться и продолжить активную жизнь. Есть и другие гибернирующие животные. Изучив эти механизмы, можно подобрать целый комплекс веществ, создать рецептуру для того, чтобы снизить метаболизм и расходуемую жизненную энергию человека. По этому пути мы и пошли.

— Расскажите про ваши разработки подробнее.

— АК: чего удалось достичь? Разработаны рецептуры, введение которых обеспечивает снижение метаболизма в 2–3 раза. В таком состоянии при смертельной (3,5%) концентрации кислорода в воздухе животное живет в 13 дольше, чем обычно. Крысы способны выживать в таких условиях в течение шести часов. Если экстраполировать данный показатель на человека, то с учетом разницы в уровне метаболизма, он составит в три раза больше — 18 часов. «Золотой час» для кроликов при кровопотере увеличился в три раза с часа до трех.

— Какие исследования привели к этому открытию?

— АК: прежде всего анализировались экспериментальные данные по оценке метаболизма зимоспящих животных, и на основе этих данных подбирались компоненты, способствующие снижению метаболизма путем сокращения сердечных сокращений, частоты дыхания, расхода кислорода, снижения температуры тела. Создавали рецептуру, позволяющую ввести животное в состояние искусственного гипобиоза.

— Какие сложности возникали в процессе?

— АК: я бы сказал, объем работы. Отработка комплексного воздействия требовала очень большого числа экспериментов. Любой процесс научного исследования предполагает выбор одного верного пути. Перед вами тысяча путей, но только один ведет к истине, и нужно его нащупать, почувствовать и не пропустить. Сложность в том, чтобы среди всего массива собственных и почерпнутых в научной литературе идей выбрать те, которые приведут тебя к цели. Другой вопрос — технические моменты: правильно построить эксперимент и интерпретировать его результат, опираясь при этом на законы физики, биологии, физиологии и так далее. Опять же основная сложность в людях. К сожалению, в России нет организаций, кроме Института биофизики клетки, которые бы серьезно занимались этой проблемой.

— ЕФ: если говорить о криобиологии, то в Советском Союзе был построен отдельный институт, занимавшийся данным направлением. Он называется «Институт проблем криобиологии и криомедицины» и располагается в городе Харькове. К сожалению, сейчас это — другое государство, Украина.

— Можно ли применить указанные достижения в других областях?

— ЕФ: те методические подходы к криоконсервации, которые мы создали или отработали в процессе работы, можно пробовать адаптировать для разных объектов. Например, к немногим клеткам, которые пока не удается обратимо замораживать, относится икра рыб. Создание технологии криоконсервации икры и зародышей рыб повысило бы эффективность рыбоводческих хозяйств. Это востребованная задача в рыбной отрасли. Поэтому ответ — да, есть и другие применения, в том числе в области народного хозяйства.

— АК: технологии «золотого часа» востребованы в любых условиях, связанных с риском для жизни человека, в том числе и в космосе.