6.Программы и проблемы регенерации клеток и органов в организмах.

Эта проблема интересна тем, что сегодня в мире одним из главных, магистральных направлений медицинской генетики и биотехнологий является попытки создания и выращивания различных тканей, а в перспективе и органов вне организма. А эти процедуры и методики сегодня далеко не аналогичны процессам естественной регенерации органов и тканей у живых организмов, но принципы аналогичны.

У людей и животных существует регенерация как тканей, так и органов (но, в упрощённом виде). Регенерационными свойствами обладают печень (селезенка, щитовидная железа, яичники, слюнные железы и некоторые другие органы), у которой достаточно быстро восстанавливается до половины объема. Важной особенностью всех регенеративных процессов является то, что «восстановленный» орган уже имеет другую структуру, отличную от исходной. Это связано с тем, что регенерация идёт за счёт сложного процесса наращивания однородных, в целом, клеток по предусмотренным (заранее разработанным) процедурам и программам, отличным от тех, которые были в процессе онтогенеза. А это в свою очередь обусловлено тем, что в поражённом месте нельзя вернуться к программе онтогенеза, к реализации соответствующего кластера, т.к. в геноме человека не предусмотрена эта сложнейшая процедура. Вот у ящерицы она предусмотрена.

А предусмотрены более простые, надёжные, но эффективные программные механизмы: после раны или резекции поступает сигнал на активацию вполне определённого белка – фактора роста (эмбриональный фактор или межклеточные контактные сигналы) и запускается процесс дифференциации специализированных, унипотентных стволовых клеток, находящихся в месте пореза или травмы, которые дают начало клеткам только того типа ткани, в котором они и находятся. Например, ростковому слою кожи начало дают фибропласты.

Заживление раны - процесс, при котором происходит направленные миграция фибробластов и близких к ним клеток (унипотентных стволовых клеток). Отложение коллагена — это процесс, при котором фибробласты перемещаются к месту повреждения и продуцируют новый соединительнотканный матрикс. Предполагается, что человеческие экзокринные потовые железы также хранят некоторое число взрослых стволовых клеток, которые могут быстро начать работу, чтобы помочь заживлению. Аналогично и у костных клеток – миграция остеобластов или хрящевых клеток, хондробластов, восстанавливают поврежденную структуру соответствующих тканей нашего организма

Печень выступает в роли практически единственного органа человека, способного к массовой регенераци. Так, клетки печени быстро регенерируются за счёт фактора роста гепатоцитов. Он вырабатывается мезенхиальными клетками печени. Его уровень повышается в этом случае крови в 20 раз. При резекции печени запускается программа её восстановления, путём увеличения синтеза специальных белков, активирующих процессы как прямого деления самих клеток печени (малых гепатоцитов), так и миотического их деления. Однако этот процесс не восстанавливает обычной формы. Регенерация печени носит характер регенерационной гипертрофии, в ходе которой наблюдается как амитотическое деление гепатоцитов – прямое деление без удвоения ДНК, миотическое деление клеток, так и гиперплазия внутриклеточных структур.

А вот успешные опыты профессора А.Н.Студитского в советские времена, когда стволовые клетки, находящиеся в миобластах в тканях мышц превращались в сами мышцы (за счёт факторов роста – белков самой мышцы).

У экспериментального животного полностью удаляется мышца; она превращенная в фарш с помощью ножниц и представляет собой мелкие (не более 1 миллиметра в диаметре) фрагменты мышечных волокон, каждый из которых должен стать источником миобластов. Затем фарш с помощью пинцета размазывается вдоль сосудисто-нервного пучка и кости на месте удаленной мышцы. На микроскопических препаратах—частички разрушенных мышечных волокон, сгустки крови, обрывки соединительной ткани и кровеносных сосудов. Трансплантат начинает принимать форму мышцы; по периферии в него врастают кровеносные капилляры; разрушенные мышечные волокна активно производят миобласты. Идёт строительство мышечного органа. На 14 день трансплантат уже приобрел волокнистое строение; в него начинают врастать нервные волокна из прилежащего нервного пучка. День тридцатый. Мышца сформирована.

Для того, чтобы запустить процесс полной регенерации какого либо органа (например, утраченного пальца), как хвоста у ящерицы, необходимо в геноме иметь соответствующую программу «полной регенерации», сложнейшую процедуру, как бы возвращения назад, в «эмбриональный период». Но, таких программ у человека не предусмотрено. Эта программа регенерации хвоста у ящерицы, быстрее всего, представляет собой ту же программу, тот же исходный кластер в геноме, который активируется и в ходе онтогенеза, но, с небольшими изменениями. При этом, естественно, у ящерицы должна быть и сама программа отсоединения хвоста.

7. Успехи мировой медицины в перепрограммировании и выращивании клеток и искусственных органов, как доказательство программного характера всех процессов в клетке, и в геноме в целом, и как подтверждение предложенной модели генома.

Выше было уже отмечено, что о программном характере генома говорит и самый последний и очень символичный факт:  присуждения Нобелевской премии по медицине и физиологии за 2012год присуждена за "открытие, согласно которому взрослые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные стволовые". Речь идет о генетической трансформации слабо дифференцированных в плюрипотентные стволовые клетки, способные, в принципе, становиться клетками любого типа.        "Эти открытия привели к революционному изменению нашего понимания того, как развиваются клетки и организмы", - говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета. 

Но, вот беда! Они как всегда, лукавят: им таки, до сих пор, как раз это и не понятно, "как развиваются клетки и организмы"? Где же объявленное ваше «революционное изменение вашего понимания»? Вы же до сих пор, до сегодняшнего дня так и не можете признать официально тот простой и очевидный для всех людей факт, что биологическая жизнь на основе геномов - это всё чисто программные процессы, это всё чистые программы и алгоритмы, формализация и кодирование! Но, успехи науки вынуждают их называть вещи своими именами, выдавливать из себя эти ненавистные им слова! Понимаете - вынуждают! Это нонсенс! 

Отметим, что   уже в который раз  работы, связанные со стволовыми клетками, называют прорывом года. По версии журнала Science (этого главного и единственного в мире законодателя «мод» и оценщика, раздающего пряники), как и многих других изданий, «перепрограммирование» соматических клеток в стволовые (и в соматические клетки другого типа, минуя «стволовую» стадию), открытие специфики кератиноцитов в этом отношении и первые работы, позволяющие обходиться без модификации генома, — это одни из самых важных достижений всех последних лет. Однако самое интересное ещё, конечно, впереди: мало получить ИПСК и на модельной системе продемонстрировать, что стволовые клетки могут формировать органы, — надо ещё научиться эти органы трансплантировать нуждающимся в этом пациентам исследований, минуя и перерождение в онкологию, и иммунологическое отторжение».

Но! Во всём этом удивляет и просто поражает то, что признавая факт программного характера процесса и дифференцировки клеток и их, соответственно, де-дифференцировки, вся официальная био- технологическая и молекулярная наука Запада и России с упорством обречённых не хочет ни замечать, ни признавать программного характера всех процессов в организмах, не только на уровне клетки, но и на уровне и отдельных органов, и всего организма в целом. Это ли не позор? Это ли не лицемерие? Это ли не предательство науки, как таковой? А все же они мнят себя «великими» и учёными, и новаторами, и первопроходцами. Нет! Вы уподобляетесь жирафу, спрятавшего свою голову в песок. Это, если выразиться мягко.

Как же можно заниматься проблемами генной инженерии, био и клеточными технологиями, выращиванием органов и тканей, не понимая, не признавая истинной сути и смысла генома? Это же нонсенс!

Так что же показали и доказали все эксперименты по искусственному получению «стволовых» клеток (СК) путём перепрограммирования псевдо соматических, унипотентных СК?

Все эти сложнейшие опыты полностью практически подтвердили существующий в живых организмах механизм специализации клетки, который имеет место и в процессах онтогенеза, и в процессах регенерации органов. Они подтвердили, что этот механизм есть механизм программный, и чтобы из одной клетки получить клетку другого вида необходимо эту клетку перепрограммировать. Стало очевидным, что во всех организмах существуют именно программы по дифференцировке всех клеток, как соматических, так и стволовых. И эти программы очень сложные и их сутью является именно создание в клетке специальной белковой ауры, белкового градиента, который и активирует, запускает процесс специализации клетки, путём активации транскрипции вполне определённых, нужных генов, тех генов, белки которого и образует требуемую соматическую или стволовую клетку. При этом, процесс получения незрелой (молодой) СК из слабо дифференцированной зрелой идет по фазам. Вначале запускается процесс деления (перевод зрелой унипотентной СК из фазы покоя G0 в фазу G1, при котором получаются такие же, как исходная, клетки. Далее подавляется процесс их дифференцировки. Затем активируется специальными факторами, белками (Sox17, Sox2, Oct4, Sox2, Klf4 и Nanog, Mof, белками Wnt и др.) процесс выработки белка (комплекса белков) незрелой стволовых клеток, соответствующий белку плюрипотентной или мультипотентной СК.

При этом не ясен вопрос: наряду с новым белком, который, быстрее всего, соответствует данному виду мало дифференцированной СК, появились ли в этой СК соответствующие, специфические наборы и мРНК, и доступных генов? В частности, какая получилась индуцированная ИПСК? Мультипотентная мышечная СК? Или, вышестоящая плюрипотентная мезенхимальная (стромальная) стволовая клетка (МСК)? Какие в них наборы и мНРК и доступных генов? Ответов нет. Быстрее всего, эти искусственно полученные клетки только по белку похожи на истинные слабо дифференцированные СК. Это явно вытекает из рассмотренного (предполагаемого) выше принципа формирования иерархии СК в организмах: все мРНК и доступные гены очередные СК получали от материнской СК в избытке, а затем «оставляли себе» только необходимую часть. А в лабораторном случае исходная унипотентная СК сама имела малый набор и мРНК и доступных генов, и, тем более, и их, быстрее всего, убрали из них. Следовательно, быстрее всего полученные ИПСК – это эрзац СК, которые очень опасно применять на человеке, т.к. в какую сторону они будут дифференцироваться не ясно.

Очевидно, что все эти процессы, которые с таким трудом удалось поэтапно реализовать в пробирке относительно только некоторых однотипных изолированных клеток, идут во всех организмах в процессе онтогенеза (и после него) при формировании и обновлении всех миллиардов клеток! Но, в организмах они идут непрерывно, последовательно-параллельно шаг за шагом формируя, создавая и строя особь от первой клетки и до последней. Формируя все тысячи сложнейших органов и членов. Очевидно, что этот процесс дифференциации управляется, причём управляется чётко, строго, однозначно и непрерывно. Для любого непредвзятого исследователя должно быть очевидным, что это всё чисто программные процессы, процессы формализованные и однозначные. Осталось только присмотреться к геному и увидеть там эту программу.

Проблемы и опыты по получению тканей и органов. Для того, чтобы вырастить целый орган в искусственной среде необходимо, в теории, уже активировать и запускать всю программу формирования органа, предварительно найдя её в геноме, локализовав и выделив её в геноме и запустив её в необходимой среде. Но! Сегодня биологи, генетики и медики отрицают наличие программ формирования как отдельных органов, так организмов в целом. Так, что же они будут выделять, локализовать и активировать?

Сегодня в мире только учатся получать и выращивать в лабораториях небольшие фрагменты разных тканей или в лабораториях, или на поверхностях отдельных органов непосредственно в особях (в сердце, печени).

О выращивании органов. «Вырастить печень целиком достаточно сложно, - рассказывает РБК daily заведующий лабораторией проблем регенерации Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, доктор биологических наук Виктор Миташов. Основная проблема состоит в том, что надо моделировать морфогенез, то есть формировать объемную форму. Чтобы этого достичь, делают специальные трехмерные конструкции и в них выращивают ткани».

Сегодня научились делать только примитивные органы (уши, челюсть, мочевой пузырь, кровеносные сосуды, трахея) имитацией органа – на сделанный руками каркас «наращивается» в искусственных условиях «выращенные» ткани. Это, наверное, лучше, чем ничего. Со сложными органами дело обстоит сложнее, т.к. надо вручную делать модель органа и далее заливать туда сложный раствор белков – индукторов. Ясно, что всё это утопия.

Т.е., даже самые передовые учёные мира не могут получить приличный орган в лаборатории, а могут только с огромными сложностями «моделируя морфогенез», получить жалкое подобие настоящего органа, жалкий эрзац продукт и только одним способом: наращивая выращенную ткань органа на специально сделанный каркас. Вот, челюсть. Взяли СК из спинного мозга, подсадили их на специальный каркас из титана и костной муки, а разрастание клеток костной ткани произвели на груди пациента.

Другим, более перспективным направлением является направление выращивания органов, пока мелких, непосредственно в теле особи, путём имплантации «на своё место» искусственного зародыша этого органа. Так, в Японии вырастили зародыш зуба крысы (из её мезенхимальных и эпитемальных эмбриональных СК) а поместили его в рот на «своё» место. И зуб вырос, немного меньшего размера и изменённой формы! Но, ясно, что в этом месте рта уже была необходимая белковая аура (правда, не в клетках «зародыша», а только в их окружении), но механизм, программа онтогенеза этого зуба, считывание кластера этого зуба всё равно запустилась! Как это могло получиться? Может быть, учёные заранее ввели в «зародыш» белки, транскрипционные факторы, из этого места? Или её запустил управляющий компьютер мыши, о котором в р.10?

Конечно, было бы идеально получить настоящий орган, путём запуска в специальной искусственной белковой среде (или в теле пациента) одновременно весь кластер, в котором записана вся программа формирования того или иного органа из стволовых клеток, запустив синхронно и кластер последовательностей «Line» и «Sine», и соответствующий кластер транскрипционных факторов. Для этого его надо, для начала, найти, определить, локализовать в геноме. А далее попытаться запустить процесс считывания с соответствующего НОХ гена, научиться управлять считыванием участков генома. Вот это – революция! Вот это – прорыв! Это не мутационная, безумная эволюция, это не естественный отбор! Это огромный труд, это огромный интеллект, это огромные знания и опыт! Где же тут ваша решающая роль случая?

Кстати, в списке авторов открытий в области Индуцированных стволовых клеток в Википедии нет ни одной русской фамилии! Чем же занимаются в России последние 50 лет генетики и биологи, уровня академика (Инге-Вечтомов, Анохин, Колчанов, Скулачёв, Жимулев и Со) и доктора наук, таких китов генетики, как Графодатский, Марков, Северцев и Со?