Читать книгу Персонализированная медицина нового поколения: клональная реконституция гемопоэза и CHIP-основанная - А. С. Брюховецкий - Страница 3

Персонализированная медицина (ПМ) в последние годы стала ведущим трендом всего мирового здравоохранения. Широкое внедрение ПМ в систему охраны общественного здоровья человеческой цивилизации определяет ее как новую высокотехнологичную ступень медицины следующего поколения или первую технологическую генерацию медицины будущего. Ее появление связано с бурным развитием в начале XXI века высокоточных областей биомедицинской науки (геномики, транскриптомики, РН-номики, протеомики, метаболомики и др.) и активным внедрением этих высокоточных, прецизионных, так называемых ОМИК-технологий в практическую медицину. Благодаря этому современная медицина стремительно изменяется и становится пациентоориентированной и индивидуализированной. Однако есть обратная сторона персонализации и стремительного внедрения научно-технологического прогресса в современную медицину. Эта медицина становится крайне сложной, высокотехнологичной, наукоемкой, очень дорогостоящей и практически недоступной большому количеству больных людей в мире.

Еще одна насущная потребность в появлении ПМ заключается в отсутствии в текущем моменте реального клинического прогресса в лечении большинства смертельных болезней цивилизации (БЦ) современными методами конвенционального здравоохранения. Год от года количество фатальных и неизлечимых БЦ в мире стремительно растет, и прогнозы увеличения их количества к 2050 году выглядят просто катастрофическими и угрожающими для выживания человеческой популяции. Так, количество онкологических пациентов в мире увеличится с 11 млн случаев в 2023 году до 40 млн пациентов к 2050 году (Каприн А. В., 2023). Количество пациентов с нейродегенеративными болезнями (НДБ) также стремительно увеличивается, и к 2030 году их количество в мире достигнет 40 млн человек. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). количество больных с НДБ к 2050 году достигнет 130 млн человек. И такая же угрожающая ситуация по выживанию человека и всего человечества подтверждается медицинской статистикой, представленной ВОЗ в 2023 году для большинства аутоиммунных, сердечно-сосудистых и наследственных БЦ. Возможно, что значительную роль в этом негативном социально-экономическом тренде сыграла мировая пандемия коронавируса (КОВИД-19), которая почти в 2—3 раза увеличила количество некурабельных пациентов с основными фатальными БЦ. Не меньшее значение в прогрессировании основных смертельных БЦ имеет растущий дефицит жизненно необходимых продуктов питания и питьевой воды в странах Африки и Азии. Это приводит к голоданию значительной части населения в этих регионах планеты. Не менее грозными для здоровья населения нашей планеты являются глобальное потепление, мировые природные катастрофы, связанные с наводнениями в Китае, Индии, Индонезии и Латинской Америке, а также с разрушительными землетрясениями (Турции, Японии и Индонезии), цунами и другими климатическими катаклизмами. Поэтому все мировое здравоохранение во главе с ВОЗ ищет новые эффективные пути решения и устранения медицинских последствий постоянно увеличивающихся природных, экологических и техногенных катастроф и войн, а также инновационные способы борьбы с БЦ и профилактики их прогрессирования. Системным решением этих глобальных мировых угроз человечеству большинство ученых и организаторов здравоохранения высокоразвитых стран считают разработку и создание ПМ новой генерации, способной на новом биотехнологическом уровне преодолеть стоящие перед человечеством вызовы и проблемы.

К сожалению, пока еще не найдено конкретных точек оптимального приложения технологий ПМ в клинической практике, но именно на ПМ возлагаются основные надежды ученых, врачей и пациентов. Исследователи говорят о перспективах ее использования в фармакогеномике, создании генотерапии, генной инженерии, тканевой инженерии, биоинженерии, протеом-основанной терапии, персонализированной иммунотерапии и т. д., а также о надвигающейся эре геноориентированной терапии. Неопределенность точек приложения ПМ привела к неразрешимому биотехнологическому тупику в современных научных исследованиях и пока крайне низкой клинической эффективности подобного лечения при большинстве сердечно-сосудистых, онкологических, аутоиммунных, нейродегенеративных и наследственных БЦ. Эти обстоятельства требуют разработки и создания новых, перспективных и нестандартных научно-методологических индивидуализированных подходов к лечению этих смертельных заболеваний и поиска новаторских методологических подходов к их профилактике и снижению себестоимости этих технологий.

В этой книге мы впервые попытались говорить о ПМ не с позиций перечисления ее будущих достоинств и возможности преодоления существующих недостатков современной медицины, а с позиций работы практического врача. Мы хотели показать в этой монографии уже существующие современные возможности ПМ в лечении пациентов, опираясь на технологии фундаментальной молекулярно-биологической науки, которая меняет современные научные представления о медицинской науке будущего в целом. Американский писатель Уильям Гибсон изрек крылатую фразу: «Будущее уже наступило, просто оно еще неравномерно распределено». Это в полной мере относится к ПМ. Компоненты будущей ПМ существуют уже сегодня в здравоохранении России и других стран мира, а в этой книге мы хотели показать их большому количеству читателей.

ПМ, с одной стороны, уже сегодня рассматривается целым рядом исследователей как разновидность лабораторной медицины, которая применяет большой спектр ОМИК-технологий на практике. С другой стороны, достаточно много в последние годы говорилось о профилактическом, прогностическом и индивидуалистическом методологическом подходе ПМ к пациенту, и это формирует так называемый исследователями пациентоориентированный подход. С третьей стороны, исследователями уже сформулирован для ПМ «принцип 4П», согласно которому 4П-медицина интегрирует в себе понятия персонализации (индивидуальный подход к каждому пациенту), предикции (выявление предрасположенности к развитию заболевания), превентивности (предотвращение появления заболеваний), партисипативности (мотивированное участие пациента). Как мы видим, все три существующих подхода тесно связаны между собой, и прослеживается отчетливая тенденция трансформации пациентоориентированной медицины в персонализированную 4П-медицину (Харисов А. М., Сухотерин А. Ф., Селезнёв П. С. с соавт., 2019) с дальнейшей трансформацией последней в лабораторную медицину нового поколения, основанную на биочипах и генетике. А разработка и применение биочипов дают возможность радикально трансформировать лабораторную медицину, проводить исследования массивов биомаркеров, реализуя подходы и представления ПМ. Сегодня учеными рассматриваются основные области применения микробиочипов в лабораторной медицине: лабораторная диагностика, классификация и прогноз течения заболеваний, анализ механизмов биологических процессов. Перспективным направлением в использовании биочипов является идентификация наследственных мутаций в геноме человека, вызывающих различные заболевания, прежде всего онкологические и ответственные за биотрансформацию лекарственных средств, в частности применяемых в химиотерапии опухолей, а также одновременное выявление различных инфекционных агентов (вирусы, микроорганизмы, грибы и т. д.) и их антибиотикорезистентных форм. В настоящее время показана роль биочипов как инструмента в генетических исследованиях, технологиях генотипирования, широкомасштабных международных проектах исследований полногеномного скрининга ассоциаций (GWAS). Мы попытаемся в этой монографии показать, что диагностика патоспецифических генетических полиморфизмов не есть предел возможностей и главное достижение современной ПМ. Мы попытаемся показать возможности использования результатов генетических и протеомных исследований человека для осуществления геноориентированной и протеом-основанной диагностики и эпигенетического лечения. Предложенный нами подход открывает новые перспективы ПМ, которые ранее не использовались.

В рамках утвержденного председателем Правительства Российской Федерации (Резолюция № ДМ-П8—5 от 03.01.2014) «Прогноза научно-технологического развития России на период до 2030 года» отмечено, что ПМ является перспективной моделью развития здравоохранения в России. Изменение парадигмы мышления и ориентации врачей и руководителей здравоохранения с преимущественно лечебно-диагностического на максимально персонализированный и предиктивно-превентивные подходы при активном участии пациентов потребует от государства и общества серьезных усилий, но в условиях все большего внимания к качеству жизни и особенностям демографической ситуации необходимость обеспечения персонифицированного подхода должна стать национальным приоритетом (Пальцев М. А., Белушкина Н. Н.,Чабан Е. А., 2015).

Сегодня о ПМ, или о 4П-медицине, мы говорим просто как о совсем новом, системном, фундаментальном молекулярно-биологическом явлении в мировом здравоохранении. Концепция 4П-медицины является не столько революцией, сколько этапом эволюции современной модели здравоохранения, в которой в той или иной степени применяются все подходы 4П-медицины. Однако лишь взаимопроникновение всех четырех принципов 4П-медицины является необходимым условием формирования качественно новой персонализированной модели здравоохранения (Hamburg M. A., Collins F. S., 2010; Jorgensen J. T., 2015).

В настоящее время многие фармацевтические компании сделали ПМ центром своей стратегии. Так, сегодня большинство крупнейших фармацевтических компаний уже начали внедрять принципы персонализации в исследования и разработки биомедицинских технологий. Лидирующие позиции в этой области занимают компании Roche, Novartis, Pfizer и др. Согласно оценкам медицинского исследовательского центра Университета Тафтса (Tufts University), от 12 до 50% текущих исследований фармкомпаний приходится на ПМ. По данным Price Waterhouse Coopers, объем рынка лекарственных средств для ПМ в США с 2010 по 2015 год практически удвоился и достиг 425 млрд долларов. При прогнозируемом объеме мирового рынка 1,2 трлн долларов к 2016 году доля персонализированных средств должна была составлять треть всех препаратов (www.pwc.ru), объем мирового рынка увеличился до 1,6 трлн долларов США к 2022 году.

Золотым стандартом персонализированного подхода большинство медицинских и фармацевтических специалистов считают препарат герцептин для лечения рака молочной железы с избыточным количеством рецептора НЕR2 на поверхности клетки. Герцептин вышел на мировой рынок еще в 1998 году. Стимулом для создания лекарства стало открытие гена, кодирующего рецептор НЕR2. Выяснилось, что поломка в этом гене многократно увеличивает количество рецепторов и позволяет им, как заевшей пластинке, беспрестанно посылать сигнал клетке на деление, а это вызывает развитие одной из самых агрессивных форм рака молочной железы. Такие мутации выявляются примерно в 25% случаев. И именно для этих пациенток создавался герцептин – антитело, призванное блокировать этот сигнал. Первые же клинические исследования показали, что применение герцептина для группы больных с НЕ1^2-положительным раком молочной железы дает значительный эффект, увеличивая выживаемость без признаков заболевания и побочных эффектов, характерных для традиционной терапии. Позже выяснилось, что рак желудка, где развитием опухоли в основном управляет тот же рецептор, тоже хорошо поддается лечению герцептином (www.pwc.ru).

В этой книге предпринята попытка обосновать геноориентированную и протеом-основанную диагностику и построить персонализированное эпигенетическое лечение на новом фундаментальном научном факте, выявленном нами при большинстве БЦ и старении, имея в виду так называемое «клональное кроветворение», или «клональный гемопоэз».

Раньше в медицине имело место очень ограниченное клиническое содержание термина «клональный гемопоэз», он применялся исключительно в онкогематологии, и нигде более. Клональный гемопоэз (КГ) был определен онкологами и гематологами всего мира как фундаментальный механизм патогенеза и исключительная прерогатива в возникновении злокачественных онкогематологических заболеваний (острых и хронических лейкозов, лимфом, миеломной болезни и др.), который проявлялся в виде формирования патологических клонов гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток (ГСК) и манифестировал в форме моно- или олигоклонального кроветворения. Известно, что именно понимание КГ как центрального звена патогенеза различных форм рака крови и лимфатической системы позволило онкогематологам создать инновационную медицинскую технологию трансплантации костного мозга (ТКМ) и/или трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК). Применение впервые в истории медицины в области онкогематологии технологии ТКМ и трансплантации ГСК позволило полностью излечить рак крови у человека еще в середине 60-х годов XX века. Эти сенсационные результаты мировой онкогематологии, свидетельствующие о полном излечении человека от рака крови, стали эталоном современной онкологии и гематологии и открыли новую эру высокоэффективной противоопухолевой терапии в мировом здравоохранении. Считалось, что патологическое клональное кроветворение и формирование патологических клонов ГСК, диагностированных на геномном уровне еще в 60—80-х годах прошлого века и уточненных в начале XXI века, – это исключительно патогенетический механизм злокачественных гематоонкологических болезней и к другим болезням этот феномен не имеет никакого отношения. Такой медицинской проблемы, как КГ при аутоиммунных, нейродегенеративных, наследственных заболеваниях и опухолях солидных органов, которая обсуждается в этой монографии, как масштабной и не нерешаемой научной и важной народно-хозяйственной проблемы медицинской отрасли не существовало в медицине в принципе. Поэтому ее изучением, диагностикой и лечением в неврологии, онкологии, иммунологии и кардиологии никто и никогда не занимался. Роль кроветворения в патогенезе неонкогематологических и неинфекционных болезней цивилизации не рассматривалась по определению, как несущественная и абсолютно незначимая. Гемопоэтическая стволовая клетка (ГСК), по мнению большинства ведущих онкоиммунологов и специалистов по иммунологии гемопоэза (Тупицын Н. Н., 2021), рассматривалась как главное звено в репродукции 36 млрд клеток крови и иммунной системы, и на этом, по мнению патриархов мировой гематологии и трансплантологии, их главная и основная миссия и функция в организме полностью заканчивалась. К концу 20-х годов XXI века в научной медицинской литературе ГСК стали впервые позиционировать как центральные регуляторные и жизнеобеспечивающие системы организма человека, а также как системы иммунологической памяти и клеточные системы активного долголетия и антиэйджинга (Брюховецкий А. С., 2023, Брюховецкий А. С., Шурдов М. А., 2023).

В 2020—2022 году в ведущих мировых научных журналах (J. Nature, J. Nature Genetic, J. Blood и др.) вышла серия публикаций о том, что КГ является важнейшим фактором, и генетической основой процесса старения, и фундаментальной причиной большинства сердечно-сосудистых болезней человечества. И этот научный факт привлек к проблеме КГ пристальное внимание ученых всего мира. Но, как оказалось в дальнейшем, в результате наших собственных исследований, КГ – это также важнейший системообразующий научный феномен, лежащий в патогенезе большинства известных аутоиммунных болезней, нейродегенеративных заболеваний, наследственных болезней и ряда солидных опухолей. Именно этот молекулярно-биологический феномен нам удалось обнаружить при целом ряде неизлечимых прогрессирующих болезней цивилизации, показать его роль в 45—50% внезапных смертей у человека и его фатальное значение при старении человека (Брюховецкий А. С., Шурдов М. А., 2023).

Целью написания этой книги стало не столько монографическое освещение отдельной научной проблемы ПМ и фундаментальной роли КГ для ее реализации и осуществления на практике, сколько разработка понятийного аппарата этого малоизвестного научного явления, алгоритмов молекулярно-биологической диагностики КГ при различных БЦ и создание нового терапевтического метода ПМ для блокирования КГ и истощения CHIP-клона ГСК у этих контингентов пациентов с целью остановки прогрессирования смертельных заболеваний и профилактики их рецидивов.

Книга была написана автором в течение 12 месяцев, но для ее создания и написания он вдохновлялся 30-летней собственной исследовательской деятельностью и многолетней работой других соавторов (Богачёва С. С. и Шурдова М. А.), без которых никогда бы не состоялась разработка биотехнологии геномного балансирования, положенная в основу всех дальнейших клинических разработок авторов. Центральной главой и стержнем всей монографии стала глава №5 «Технология геномного балансирования хроматина гемопоэтических стволовых клеток человека». Появление этой важнейшей главы имеет определенную предысторию, и в предисловии к этой книге авторам хотелось бы на ней остановиться более подробно.

Основным идеологическим и научно-методологическим источником и главной составной частью формирования современной теории КГ при фатальных болезнях цивилизации стали фундаментальные работы по геномике ГСК, выполненные научным коллективом Стэнфордского университета, и в первую очередь это изыскания S. Jaiswal. Работы этой научной группы позволили по-новому посмотреть на проблему клонального гемопоэза. Другим источником знания, позволившим переосмыслить проблему КГ, были работы новосибирских ученых-генетиков под руководством д. б. н. С. С. Богачёва и к. б. н. М. А. Шурдова, которые были опубликованы еще в 2000—2008 году (Лихачёва А. В., Богачёв С. С., Шурдов М. А., 2008). Именно они были положены в основу наших дальнейших, крайне сложных, поисковых научных изысканий и клинических исследований проблемы КГ. Непосредственное личное общение авторов монографии с д. б. н. С. С. Богачёвым и с к. б. н. М. А. Шурдовым и чтение их трудов 15-летней давности, а также использование их последних экспериментальных наработок для научного обоснования предложенной технологии позволило рассматривать их полноценными авторами этой важнейшей главы.

Еще несколько лет назад в планы авторов этой монографии, даже теоретически, не входило исследование проблемы КГ и написание совместного научного труда в области диагностики и лечения КГ при фатальных, неизлечимых неинфекционных болезнях цивилизации. Это было связано с тем, что КГ не рассматривался нами в какой-либо связи с неврологической и аутоиммунной патологией, а также патогенезом солидных опухолей, чем активно занималась наша научная группа. Более того, эта книга могла бы вообще не выйти в свет, как и не появилась бы в клинике предложенная в ней перспективная медицинская биотехнология ex vivo геномного балансирования хроматина ГСК и технологии персонализированной реституции костного мозга (ТПР КМ) для эпигенетической терапии целого ряда фатальных сердечно-сосудистыx, онкологических, аутоиммунных, нейродегенеративных и наследственных болезней цивилизации, осложненных КГ, если бы не случайное стечение неблагоприятных жизненных обстоятельств, странных знаков мироздания и планетарных процессов, благодаря которым ее авторы на финальном этапе своих жизней познакомились друг с другом, начали работать вместе и с головой ушли в творчество и научные исследования. Авторы этой главы соединили в единый технологический процесс лечения смертельно больных людей свой научный, финансово-экономический и биотехнологический потенциал, многолетние собственные научные и практические наработки в области теоретической физики, молекулярной биологии, генетики, генной инженерии, геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики, регенеративной и персонализированной медицины. Каждый из авторов этой главы книги многие годы (более трех десятков лет) самостоятельно разрабатывал фундаментальные основы этих технологий в тысячах километров друг от друга и даже не подозревал, что ее величество Судьба, Случай или сам Господь Бог столь странным и необычным образом распорядится их опытом, их знаниями и умениями. Бытует мнение, что ничего случайного в жизни человека не бывает, а все случайности являются закономерными и предопределенными заранее! По-видимому, эта встреча была нам всем очень нужна, и возможно, была уготована нам свыше. В любом случае мы рады этому факту и благодарим Всевышнего за его помощь!

В научном мире и среди широких слоев населения бытует мнение, что новаторские идеи приходят в головы только очень молодым и талантливым людям, так как у них якобы «очень пластичен мозг» и они способны «очень нестандартно мыслить» и «находить асимметричные и альтернативные решения». Авторы разработки новой биотехнологии, описанной в 5-й главе книги, как и все основные авторы монографии, являются прямой противоположностью этой известной догмы и авторами патента на изобретение, охраняющего созданную ими интеллектуальную собственность. В этой главе монографии были предложены ряд крайне не-стандартных и даже принципиально отличных от известных мировых научных подходов, теоретических и технологических решений серьезной проблемы лечения и профилактики смертельных болезней цивилизации, и это позволяет нам говорить, что и в пожилом возрасте у некоторых ученых еще не окончательно утрачен научный потенциал и научно-исследовательский задор, если исследователи ставят перед собой амбициозные научные цели, то они способны делать все возможное для их осуществления и практической реализации.

Авторы 5-й главы монографии познакомились друг с другом в тот поздний период жизни, когда все мы уже были пожилыми людьми (всем за 60) и, в общем-то, уже состоявшимися в жизни, обществе и науке специалистами и профессионалами, с научными степенями и академическими званиями и абсолютно разным мировоззрением, исследовательскими интересами и научными представлениями. За плечами каждого из нас был уже такой большой жизненный и практический опыт научных побед, горьких разочарований и определенная научная и производственная карьера, что впору каждому из нас было создавать свою научную школу или свое направление в отечественной науке или промышленности. Но это нисколько не помешало нам объединить свои творческие и далеко «не молодые» усилия и с большим удовольствием начать заниматься новым интересным делом – созданием новаторской технологии геномного балансирования хроматина ГСК. Нас всех объединила и сплотила грандиозная инновационная научная идея разработки и создания инновационной технологии лечения смертельных и пока неизлечимых болезней цивилизации и возможность увеличения продолжительности жизни человека при БЦ человека. Если быть до конца откровенными, то где-то в глубине души мы создавали технологию для реставрации наших собственных постаревших организмов, позволившую нам или, возможно, нашим детям увеличить продолжительность и улучшить качество собственной жизни и преодолеть надвигающиеся в ближайшем будущем и на нас возрастзависимые фатальные болезни цивилизации и неминуемую старость.

Известно, что с возрастом и выходом на заслуженную пенсию большая часть ученых самых различных специальностей из академической науки и производственного сектора не создают чего-то нового в своих научных дисциплинах, а пытаются приложить свои фундаментальные и прикладные знания в математике, физике, молекулярной биологии, генетике и других науках для создания технологий сохранения здоровья и новаторского лечения человека. Они пытаются в финале своей жизни дать человечеству и миллионам больных людей в мире что-нибудь, на их взгляд, крайне полезное и нужное для сохранения и поддержания их здоровья, опираясь на то, что они сделали в молодом возрасте. Примеров этому по всему миру очень много. Возможно, что на старости лет это бы произошло и с нами! Но все получилось абсолютно наоборот!

Достаточно пожилые люди и ученые самых разных специальностей, написавшие как патент РФ на изобретение, так и 5-ю главу (один из нас физик-теоретик, занимающийся электротехникой, с биологическими интересами и опытом работы с ДНК, другой молекулярный биолог с генетическим уклоном, генно-инженерными способностями и фармацевтическими навыками, а третий врач-невролог с 40-летним стажем, увлекающийся клеточными технологиями, регенеративной медициной, молекулярными аспектами онкологии и аутоиммунных болезней), попытались совершить мозговой штурм, способный обеспечить научный прорыв в здравоохранении и найти свое нестандартное и абсолютно асимметричное решение в области ПМ, в диагностике и лечении неинфекционных БЦ человека. Мы попытались разработать прорывную биомедицинскую технологию геномной балансировки хроматина ГСК, альтернативную геномному редактированию и аллогенной трансплантации костного мозга, и стать пионерами принципиально нового научного направления в современной медицине – персонализированной эпигенетической терапии, реституции (восстановления как до болезни) костного мозга и/или реституции гемопоэтических стволовых клеток.

Саму невероятную идею возможности восстановления до предболезненного состояния (реституции) поврежденной гемопоэтической стволовой клетки (ГСК) 30 лет назад высказал соавтор 5-й главы к. б. н. Михаил Аркадьевич Шурдов, когда он работал научным сотрудником на НПО «Вектор» в г. Новосибирске, занимался изучением структуры ДНК человека и защитил кандидатскую диссертацию на эту тему. В одном из своих альпинистских походов в горах Киргизии, совместно с одним из своих коллег-биологов в традиционном «споре ученых у костра», им был придуман принцип природоподобного восстановления одноцепочечных разрывов ДНК в клетках эукариот путем создания специальных базовых условий (СБУ), в которых клетка способна сама себя реставрировать, если ее обеспечить фрагментами двуцепочечных ДНК (дцДНК) здорового донора и создать ей определенные условия для саногенеза.

В дальнейшем уже в XXI веке этот подход в генотерапии стал называться генной модуляцией. Но еще в 2000-х годах биоматериалом для получения ДНК М. А. Шурдовым была предложена плацента здоровых женщин. М. А. Шурдов потратил много сил, времени (почти 15 лет) и более сотни миллионов рублей собственных финансовых средств для изучения лекарственной субстанции из фрагментированных дцДНК человека. Эти полученные данные позволили зарегистрировать ее в Министерстве здравоохранения России как лекарственную субстанцию «Панаген»^ТМ. На этом этапе работы неоценимую помощь и всю тяжесть фундаментальных научных исследований взял на себя еще один соавтор этой главы д. б. н. С. С. Богачёв, который вместе с коллективом своих учеников на молекулярном уровне доказал физическую возможность реставрации гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и опубликовал в десятках статей в отечественных и зарубежных научных рецензируемых журналах результаты генетического и молекулярно-биологического изучения восстановления поврежденных ДНК при создании специальных базовых условий (СБУ). С. С. Богачёв и М. А. Шурдов сформулировали и опубликовали в открытой научной печати еще в 2008 году концепцию «искусственной рекомбинагенной ситуации» в ГСК, когда возможно проведение гомологичной рекомбинации (равнозначной замены) участков поврежденной ДНК в стволовых клетках (СК) человека на дцДНК здорового донора. Они детально описали весь сложный молекулярно-биологический механизм и условия управления этим научным феноменом и показалии его натуральность, ункальность и физиологичность (Лихачёва А. С., Рогачёв В. А., Николин В. П. с соавт., 2008; Лихачёва А. С., Шурдов М. А.,Богачёв С. С., 2008). В своих исследованиях они доказали, что сама Природа или Господь Бог давно создали этот физиологичный внутриклеточный саногенетический механизм реставрации повреждений ДНК в хроматине стволовых клеток путем интернализации (поглощения) двуцепочечных РНК (дцРНК) и дцДНК в цитоплазму и в ядро стволовых клеток (СК) из плазмы крови или из межтканевой жидкости. В январе 2024 года в Бразилии вышла статья, обобщающая эти фундаментальные исследования (Potter E. A., Dolgova E. V.,, Proskurina A. S. et al., 2024). Но этот механизм не работает на дифференцированных клетках человека и животных, а возможен только в низкодифференцированных клетках типа стволовых клеток. В биологические жидкости дцДНК и дцРНК попадают в результате утилизации всех поврежденных клеток в организме пациента путем постоянного апоптоза (программной клеточной гибели).

Главное научное достижение С. С. Богачёва и М. А. Шурдова заключалось в том, что им удалось «подсмотреть в природе» и записать программные алгоритмы этого внутриклеточного репарационного механизма и на молекулярном уровне научиться им управлять in vitro и in vivo на экспериментальных животных. В 2008 году лекарственная субстанция «Панаген» была изучена на эффективность и безопасность в условиях доклиники и клинических исследованиях, была официально зарегистрирована и получила регистрационное удостоверение Росздравнадзора Министерства здравоохранения Российской Федерации. Это была большая победа разработчиков! Начались серьезные клинические испытания таблетированных форм препарата «Панаген», полученного из одноименной субстанции для лечения рака молочной железы. Многие годы молекулярный биолог и генетик, д. б. н. С. С. Богачёв и его научная группа из Лаборатории индуцированных клеточных процессов Новосибирского НИИ цитологии и генетики СО РАН совместно со специалистами Института клинической иммунологии СО РАН под руководством профессора, д. м. н. Е. Р. Черных изучали возможности и перспективы применения данной лекарственной субстанции на доклиническом этапе и в клинике для лечения рака груди. В клинических испытаниях участвовали больные женщины с раком молочной железы. Был показан уникальный клинический результат. У 52% женщин с III стадией рака, которые принимали препарат, в течение пяти лет, на протяжении трех последовательных химиотерапий, рецидивов не произошло. В той группе пациентов, которые не принимали препарат, но в остальном получали такое же лечение, безрецидивная выживаемость составила только 18%. С. С. Богачёв назвал созданную ими технологию словом «Каранахан»: в переводе с санскрита – «убивающий причину». Как утверждает д. б. н. С. С. Богачёв: «Совершенно божественным путем было установлено и поймано то научное явление, что стволовые клетки различного генеза обладают удивительным свойством – они тащат внутрь себя, проглатывают, захватывают экстраклеточные фрагменты двуцепочечной ДНК и используют их для восстановления молекулярной структуры ГСК». В течение более 20 лет С. С. Богачёвым и его учениками проводились молекулярно-генетические исследования «Панагена» и была показана удивительная особенность этой лекарственной субстанции к реставрации поврежденной ДНК путем коммитирования (терминальной дифференцировки) опухолевой стволовой клетки (ОСК) за счет гомологичной рекомбинации (равнозначной замены) мутантных участков ДНК, выявлена способность замещать их на здоровые фрагменты ДНК, что даже позволило блокировать репродуктивность ОСК. Данная работа в 2020 году была удостоена Государственной премии Президента России, присуждаемой молодым ученым в области науки и инноваций, и ее получили молодые ученые этой группы – ученицы д. б. н. С. С. Богачёва.

С 1996 года и по настоящее время один из авторов монографии, профессор, д. м. н. А. С. Брюховецкий занимался изучением возможности применения СК при нейродегенеративных, нейротравматических и онкологических заболеваниях у человека. Эту работу он выполнял в рамках проектов Министерства обороны России при лечении боевой травмы мозга и опорно-двигательного аппарата у военнослужащих, получивших травму головного и спинного мозга в локальных военных конфликтах. Затем А. С. Брюховецкий, являясь координатором отраслевой научно-исследовательской программы Российской академии медицинских наук «Новые клеточные технологии – медицине», применял ГСК для лечения последствий нейротравмы, нейродегенеративных заболеваний и нейроонкологии с 2000 по 2010 год. В 2005 году им было получено на Клинику «НейроВита» первое в мире регистрационное удостоверение Росздравнадзора Минздрава России на клиническое применение медицинской технологии лечения травматической болезни центральной нервной системы (ЦНС) с использованием гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). Более 22 лет его частная клиника применяла эту технологию почти у 20 000 пациентов из 30 стран мира. Главной проблемой, с которой столкнулся профессор А. С. Брюховецкий, была низкая эффективность данной технологии для лечения иммуноассоциированных онкологических, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний. При этом технология показывала блестящие результаты в ситуациях, когда патологический процесс был полностью остановлен, как, например, при лечении последствий травмы головного и спинного мозга и последствий инсультов. Он оформил совместно с д. б. н., к. м. н. Л. Ю. Гривцовой патент на изобретение РФ, в котором показал, как можно выявить на протеомном уровне клональные повреждения ГСК у пациентов с онкологическими, нейродегенеративными и аутоиммунными заболеваниям. Позже он доказал наличие мутаций генов клональности при большинстве аутоиммунных, нейродегенеративных и онкологических заболеваний и подтвердил наличие при этих заболеваниях клонального гемопоэза с неопределенным потенциалом (СHIP). Профессор А. С. Брюховецкий многие годы искал пертурбогены (лекарственные средства, воздействующие на геном), способные перепрограммировать, модулировать и изменить молекулярно-биологическую эпигенетическую структуру и функциональное состояние поврежденных ГСК. А. С. Брюховецким был разработан целый ряд (более 25) патентов на изобретение РФ по созданию молекулярно нацеленных (таргетных) клеточных препаратов, изменяющих регуляторные функции ГСК. Однако все они не решали проблемы коррекции внутренних мутационных повреждений ДНК в ГСК и ГПК пациентов с иммуноассоциированными БЦ человека.

Когда профессор А. С. Брюховецкий присоединился к уже существующему научному коллективу новосибирских, алтайских и московских ученых, возглавляемых С. С. Богачёвым и М. А. Шурдовым, изучил большую часть открытых научных публикаций и их не опубликованные исследования о молекулярных механизмах «рекомбинагенной ситуации» в гемопоэтической стволовой клетке и увидел биотехнологические возможности реставрации клетки, он предложил партнерам по-новому взглянуть на проделанную ими многолетнюю научную работу и применить их достижения не столько для создания таблеток для лечения рака, сколько для восстановления и реставрации молекулярной структуры и коррекции одноцепочечных разрывов поврежденной аутологичной ГСК больного человека при целом ряде иммуноассоциированных болезней цивилизации, в том числе и рака. Он пришел к парадоксальному выводу, что «ученые создали микроскоп, и вместо того, чтобы изучать микромир, они забивают им гвозди»! По мнению профессора А. С. Брюховецкого, научная идея, принадлежащая С. С. Богачёву и М. А. Шурдову, была просто гениальна, универсальна и имела много научных целей для своего прикладного клинического приложения. Он утверждал, что на самом деле М. А. Шурдов и С. С. Богачёв создали инструмент для лечения и восстановления поврежденного эпигенома кроветворной стволовой клетки и его прямое использование может дать шанс на реставрацию молекулярных повреждений эпигенома ГСК у тысяч пациентов с фатальными болезнями цивилизации, проложить новый путь к лечению старения как болезни. А. С. Брюховецкий предложил рассматривать ГСК как новый высокотехнологичный «биологический клеточный препарат» с заданными свойствами, который можно персонализировать и моделировать как новый актуальный терапевтический вариант при иммуноассоциированных болезнях цивилизации с клональным гемопоэзом.

Всех основных участников этого проекта соединил вместе директор ФГБУ НМИТЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им. В. И. Кулакова Минздрава России академик РАН, профессор Г. Т. Сухих, который увидел в этом проекте большое будущее и поддержал ученых словом и делом. Именно он предложил М. А. Шурдову и А. С. Брюховецкому, работая вместе, создать инновационную специализированную клинику персонализированной медицины новой генерации, сегодня имеющую название АО Клинический госпиталь «НейроВита». Он был инициатором создания инновационных научных протоколов адоптивной эпигенетической терапии для лечения иммуноассоциированных аутоиммунных, нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и онкологических болезней цивилизации.

В экспериментах С. С. Богачёва и его учеников еще в 2008 году подтвердился научный факт того, что можно реставрировать поврежденную ГСК с использованием фрагментов здоровой дцДНК человека, если создать ей специальные базовые условия и полностью или частично восстановить ее функцию как in vitro, так и in vivo. Авторы пришли к выводу, что эта клеточная технология, выполненная ex vivo (вне организма), позволит «подлечить» поврежденную системообразующую кроветворную стволовую клетку и вернуть ее в организм пациента, чтобы сохранить защитные функции иммунитета. Эти минимальные манипуляции с клонами поврежденных ГСК могут позволить остановить болезнь и ее прогрессирование и обеспечить профилактику и отсутствие рецидива болезни у человека на длительный срок. В 1820 году (в XIX веке) ординарный профессор патологии и терапии Клинического института Императорского Московского университета Матвей Яковлевич Мудров предлагал «лечить не болезнь, а больного». В XXI веке стало очевидно, что новаторские технологии геномной и эпигенетической терапии позволяют лечить не только больного и не только его болезнь, но, что самое важное, лечить его системообразующую стволовую кроветворную клетку, которая способна сама восстановить нормальный надзор и контроль иммунитета над всем организмом и справиться с болезнью самостоятельно.

В настоящее время на молекулярно-биологическом уровне возможно восстанавливать и лечить долгоживущие системообразующие клетки человека и тем самым начать управлять врожденным и приобретенным иммунитетом. Сегодня современные технологии позволяют обнаружить причину БЦ в виде КГ на геномно-протеомном уровне и попытаться устранить ее путем блокировки или истощения CHIP-клонов ГСК. Лечение таких больных становится персонализированным, высокотехнологичным и молекулярно-нацеленным на причину и «движущие молекулярно-биологичеcкие силы» болезни. Стало возможно лечить человека не столько «на организменном, органном, тканевом и клеточном уровне его болезни», сколько на молекулярном уровне генома и протеома его долгоживущих и системообразующих стволовых клеток, определяющих его кроветворение и иммуногенез.

В итоге совместной работы авторов как 5-й главы, так и всей книги была сформулирована новая клонально-кроветворная теория возникновения и динамики БЦ и старения, опубликованная в 2023 году в монографии А. С. Брюховецкого и М. А. Шурдова «Старение и антистарение. Медико-биологические подходы к увеличению продолжительности жизни и активному долголетию». На ее основе была разработана и создана новая молекулярно-биологическая (геномная и постгеномная) медицинская биотехнологическая платформа управления иммунитетом путем геноориентированных и протеом-основанных эпигенетических подходов к лечению смертельных БЦ и старения. Многолетние (более 30 лет) исследования всех разработчиков были объединены и сведены А. С. Брюховецким и И. С. Долгополовым в единый программный протокол исследовательских работ и медицинских услуг под названием медицинская технология персонализированной реституции костного мозга с применением способа геномного балансирования хроматина аутологичных ГСК при различных неинфекционных болезнях цивилизации, осложненных клональным гемопоэзом. Технологическая платформа обеспечивает возможность блокирования репродуктивных функций доминирующего в кроветворении патологического клона (клонов) ГСК и ГПК костного мозга. Было показано, что геномная и постгеномная болезнь ГСК формируют моноклональность или олигоклональность гемопоэза (кроветворения), а также впервые было установлено, что мутации генов клональности, формирующие патологический клональный гемопоэз при БЦ, имеют место почти при всех аутоиммунных, онкологических и нейродегенеративных болезнях. При этом имеет место разная структура повреждения генов клональности и выявляются разные дополнительные соматические мутации (ДСМ) этих генов. Было впервые доказано, что именно клональный гемопоэз с неопределенным потенциалом является основным «мотором болезни» и «биологическим двигателем», возбуждающим и поддерживающим этиопатогенез большинства онкологических, нейродегенеративных и аутоиммунных БЦ человека. Эффектом применения данной технологической платформы стало доказанное на геномном и протеомном уровне реальное изменение системного иммунного ответа организма пациента с БЦ путем смены моноклонального кроветворения на поликлональность гемопоэза.

Следует отметить, что разработанная новая биотехнология персонализированной реституции костного мозга, также созданная с применением лекарственной субстанции «Панаген», тоже могла бы называться «Каранахан-2», так как она также решает абсолютно ту же задачу, что и таблетки «Панаген» для лечения рака молочной железы. Технология реституции костного мозга (РКМ) также является «убивающей причину» основных болезней цивилизации с клональным гемопоэзом. Она обеспечивает деплецию (истощение) и эрадикацию (исчезновение) доминирующего патологического клона ГСК, блокирует, вырождает и «сводит на нет» потомков патологического клона (клонов) кроветворения, активируя заложенные в эмбриогенезе, но ингибированные ранее болезнью клоны здоровых ГСК. Блестящие фундаментальные исследования сотрудников академической новосибирской научной школы, руководимой д. б. н. С. С. Богачёвым, в молекулярно-биологическом изучении «феномена гомологичной рекомбинации» в ГСК показали невероятный потенциал коммитирования и молекулярной реставрации поврежденной ДНК в клетках-предшественниках лекарственной субстанции «Панаген». Новосибирские ученые доказали определяющее реставрационное влияние лекарственной субстанции «Панаген» на доминирующие патологически клоны ГСК и активацию молекулярной структуры и функциональности ранее ингибированных клонов гемопоэтических стволовых и прогенеторных клеток в специальных базовых условиях (СБУ). Коммитирование патологического клона ГСК путем инкубации с лекарственной субстанцией «Панаген» приводит, с одной стороны, к нарушению его репродуктивных способностей, а с другой стороны, к полному истощению (деплеции) и исчезновению из циркулирующей крови иммунокомпетентных клеток доминирующего клона ГСК в течение 6—8 месяцев. Этот феномен был подтвержден авторами монографии в научном исследовании экспериментально на мышиных трансгенных моделях болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза. У трансгенных мышей с моделью БАС и БА была выполнена реституция костного мозга на базе вивария Федерального исследовательского центра «Института биологически активных веществ» РАН (г. Черноголовка Московской области). Было экспериментально показано, что именно наличие доминирующего СHIP-клона ГСК в костном мозге и периферической крови модельных животных и человека с БЦ является той «смертельной петлей иммунитета», которая неуклонно поддерживает патогенез этих болезней и в итоге убивает пациентов. В эксперименте СHIP-клон ГСК был блокирован и истощен с использованием лекарственной субстанции «Панаген» в СБУ, и это позволило значительно отсрочить наступление запрограммированного возникновения симптомов наследственной болезни у трансгенных животных и значительно увеличить продолжительность жизни модельных животных с генетическим дефектом.

Оказалось, что проблема клонального гемопоэза или CHIP при всех БЦ является фундаментальной и системообразующей и является первостепенной для запуска и прогрессирования этих болезней. В эксперименте нами был установлен факт наличия СHIP при всех БЦ, и, соответственно, наличие так называемой «смертельной иммунной петли» при целом ряде БЦ было нами полностью подтверждено. Однако было абсолютно непонятно теоретически и технологически, как решать эту проблему на практике у человека. Существующие терапевтические подходы к СHIP большинство исследователей предлагают реализовать путем стратегии блокировки СHIP (Jaiswal S., 2020). B. Haring, A. P. Reiner, J. Liu et al. (2021) технически блокаду CHIP предлагают реализовать через подавление интерлейкина-6/интерлейкина-1β с целью предотвращения развития атеросклеротического поражения и накопления дальнейших соматических мутаций на ранних субклинических стадиях заболевания. S. K. Pasupuleti, B. Ramdas, S. S. Burns et al. (2023) предложили изменять структуру СHIP путем геноориентированного подавления провоспалительных цитокинов, продуцируемых генами клональности, используя моноклональные антитела к ним и другие фармпрепараты. Установлено, что провоспалительное состояние может потенцировать прогрессирование CHIP в более значимую гематологическую неоплазию. Блокаторы кальциевых каналов нифедипин и SKF-96365, как отдельно, так и в сочетании с метформином, MCC950 или анакинрой (антагонистом рецептора IL-1), подавляли рост мутантных клеток CHIP и частично восстанавливали нормальный гемопоэз. Нацеливание этих препаратов на CHIP-мутантные клетки может стать потенциальным терапевтическим подходом для лечения CH и связанных с ним нарушений у людей с ожирением.

Недавно технология CRISPR была использована для оценки последствий инактивации мутаций в TET2 СHIP и DNMT3A СHIP (Sano S., Oshima K., Wang Y. et al., 2018). Инактивация DNMT3A СHIP или TET2 СHIP приводила к увеличению экспрессии цитокинов, но эффекты различались качественно и количественно, что позволяет предположить, что они оказывают ген-специфическое действие. Хотя инактивация DNMT3A приводила к большей гипертрофии сердца и усилению фиброза после введения ангиотензина-II, TET2-опосредованный CHIP приводит к повышению регуляции интерлейкина-6/интерлейкина-1β, поскольку TET2 действует как негативный регулятор активации провоспалительных макрофагов и индуцирует атеросклероз (Fuster J. J., MacLauchlan S., Zuriaga M. A. et al., 2017; Sano S., Oshima K., Wang Y. et al., 2017). С другой стороны, генетически сниженная передача сигналов интерлейкина-6 может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний у носителей CHIP-клонов (Sano S., Oshima K., Wang Y. et al., 2020). Однако решение об инактивации CHIP существует и его диктует клиническая медицина!

В руководстве для врачей по анестезиологии и реанимации существует базовое правило: «Прежде чем спасать повешенного, его вынимают из петли». Действительно глупо осуществлять реанимационные мероприятия человеку, у которого дыхательные пути механически перекрыты веревочной петлей. В этом случае здравый смысл подсказывает, что врачу-реаниматологу необходимо убрать физическое препятствие в виде петли на шее для доступа воздуха в легкие. Аналогичная ситуация, на наш взгляд, имеет место при большинстве иммуноассоциированных БЦ с СHIP. Врачу необходимо убрать «смертельную иммунную петлю» в виде СHIP, которая своим существованием уничтожает живой организм. Технология ex vivo геномного балансирования хроматина позволяет реставрировать поврежденную ГСК и нивелировать основной патогенетический эффект патологического клона ГСК. Она позволяет убрать системное иммуноагрессивное или иммунотолерантное действие иммунокомпетентных клеток (ИКК), потомков патологического клона ГСК и тем самым устранить «фатальную иммунную петлю», приводящую к летальному исходу при большинстве иммуноассоциированных онкологических, аутоиммунных, нейродегенеративных БЦ человека, отягощенных клональным гемопоэзом.

Впервые в этой монографии авторы попытались составить «молекулярно-биологический портрет» доминирующих патологических CHIP-клонов ГСК на основе анализа мутаций генов клональности при разных клинических нозологиях и доказать в клинике реальную возможность существования и смены моно- или олигоклональности гемопоэза на поликлональное кроветворение на молекулярно-генетическом и протеомном уровне. То есть предложенная авторами технология геномного балансирования хроматина в ГСК практически устраняла фундаментальную причину болезни – клональный гемопоэз с неопределенным потенциалом и открывала возможность для последующего восстановления (реституции) поврежденной ткани костного мозга и восстановления ее до состояния как до болезни. Поликлональность кроветворения – вот главная цель применения предложенной технологии реституции поврежденных ГСК с наличием СHIP. Именно поликлональность гемопоэза является основой здоровья человека, и как гласит старая китайская мудрость: «Гармония в природе возникает только тогда, когда на поле могут расти все цветы». Интерпретируя эту старую китайскую мудрость под проблему клонального гемопоэза, очевидно, что нужно попытаться восстановить работу большинства ранее ингибированных (подавленных) клонов ГСК костного мозга в формировании и производстве всего пула 36 млрд циркулирующих клеток крови в живом организме человека. Это и будет стратегическим решением неразрешимого парадокса клональности кроветворения!

В книге проведен серьезный анализ научной литературы по проблеме клонального гемопоэза и впервые на собственном клиническом материале было показано его наличие при самых различных болезнях цивилизации: при нейродегенеративных заболеваниях (боковом амиотрофическом склерозе, системной нейродегенерации головного мозга, при болезни Альцгеймера и т. д.), при аутоиммунных заболеваниях (сахарном диабете 1-го типа, ревматоидном артрите, системной красной волчанке и др.), при различных злокачественных солидных опухолях (раке легкого, раке молочной железы) и нейроэндокринных опухолях (нейроэндокринный рак кишечника и т. д.), а также при целом ряде наследственных болезней (альфа-талассемии, болезни Шарко – Мари – Тута). Ранее клональный гемопоэз был описан преимущественно при миелопролиферативных онкогематологических заболеваниях (миелобластных лейкозах, различных типах лимфом, миелоидной болезни и др.), а также при большинстве сердечно-сосудистых заболеваний (стенозирующий системный атеросклероз, инфаркт миокарда и инфаркт мозга). То, что в основе большинства болезней цивилизации лежит клональный гемопоэз, стало даже для нас большим откровением. Но именно этот научный факт патологической клональности при БЦ, обнаруженный нами в собственных исследованиях, позволил по-новому подойти к пониманию проблемы и предложить новое решение персонализированного лечения БЦ.

Авторы книги выражают искреннюю благодарность коллективам своих предприятий, без которых проведение столь масштабных исследований без государственной финансовой поддержки и написание этой книги было бы просто невозможно, а также благодарят профессора, д. м. н. И. С. Долгополова за замечания при прочтении книги и помощь в научном редактировании этой монографии. Авторы благодарят руководителя генетической лаборатории ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, к. б. н. П. А. Шаталова и специалиста-генетика, к. б. н. М. П. Райгородскую за плодотворную работу по проведению полноэкзомного секвенирования 22 000 генов человека и анализ мутаций генов клональности у больных с БЦ с клональным гемопоэзом. Мы благодарим директора Института репродуктивной генетики ФГБУ НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии Минздрава России, членкора РАН, профессора Д. Ю. Трофимова за помощь в оценке полученных геномных данных и понимании сути генетических результатов. В этой исследовательской работе большую помощь оказала руководитель отдела иммунологии МНРЦ им. А. Ф. Цыба – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России д. б. н., к. м. н. Л. Ю. Гривцова. Проведенные ею протеомные исследования и молекулярно-биологический анализ мембранных антигенов ГСК с использованием проточной многоцветной цитометрии были очень нестандартными и подробными, а научные дискуссии с ней были очень полезными и поучительными, за что автор ей очень благодарен и признателен.

Автор надеется, что читатели поймут и примут наши новые научно-методологические подходы к геноориентированной и протеом-основанной эпигенетической терапии БЦ и реституции костного мозга, изложенные в данной монографии, и с пониманием отнесутся к нашим высокотехнологичным терапевтическим инновациям в лечении смертельных болезней цивилизации. Мы доказали, что эти новаторские подходы работают как в эксперименте, так и в клинике, и в целом ряде случаев позволяют остановить прогрессирование большинства смертельных БЦ с клональным гемопоэзом, а механизм их работы, несомненно, будет окончательно установлен в будущем. Мы очень верим, что разработанный нами подход к восстановлению врожденного иммунитета при целом ряде фатальных онкологических, аутоиммунных, нейродегенеративных и наследственных БЦ будет с пониманием принят научной общественностью и получит дальнейшее развитие при лечении целого ряда этих смертельных заболеваний человека.

Автор