Жүсіпбек Мұқатаев: «Қазақстанда витилиго әлі күнге дейін кемістік деп саналады»

Светлана Ромашкина, Власть, иллюстрация авторы Әсия Байтанаева, фотосуреттер кейіпкердің жеке архивінен алынды.

Биолог, иммунолог Жүсіпбек Мұқатаев — 90-жылдар соңында 30 мыңдай адам тұрған, Түркістан облысындағы Жетісай қаласының тумасы. Мұқатаев әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетін бітірді, «Болашақ» бағдарламасымен АҚШ-тың Висконсин-Мэдисон университетінде биотехнология магистрі дәрежесін алды.

Көп жыл тері ауруы — витилигоны зерттеумен айналысты. Оның докторлық диссертациясы осы ауруды CAR-T жасуша иммун терапиясы көмегімен емдеуге арналды. Қазір ол Гарвардтың медицина мектебінде және Бостон балалар ауруханасында тамаққа аллергия мен нейроиммунологияны зерттеп жүр.

«Власть» ғалыммен витилигодан емдейтін дәрі жасау, қосалқы ауру түрлері туралы және Үндістан халқында аллергия неліктен кездеспейтіні жайында әңгімелесті.

«Өрмекші-адам» фильмінен кейін ғалым боламын деп шештім

Сіз туып-өскен шағын қалада сапалы білім алу қиын болған жоқ па?

Иә, Жетісай — шағын қала. Қарапайым қазақ отбасында дүниеге келдім. Біздің әулетте ғалым болған жоқ: әкем — токарь, анам — есепші. Қарапайым қазақ орта мектебіне бардым, білім деңгейі постсовет уақытындағы өзге мектептер сияқты болды. Пәндер бірқалыпты жүрді, күзгі маусымда мектеп болып мақта теруден басқа есте қаларлық танымдық экспедиция есімде жоқ, бірақ оның да өз қызығы бар еді.

Мұны айтып отырған себебім, қазір Қазақстан мен шетел мектептерінде музейге танымдық экспедициялар, жануарларды, киттерді тамашалау, Йеллоустоун сияқты ұлттық парктерге сапарлар, сондай-ақ ғылымға қызықтыратын түрлі ғылыми жобалар ұйымдастырылады.

Шағын қалалар мен ауылдарда өскен біздің ұрпақта ондай мүмкіндік болған жоқ: заман да, елдің экономикалық жағдайы да қиын болды. Ата-анамыз бізге қолдан келгенше жағдай жасап, өзгелерден кем қылмауға тырысты. Экономикалық жағдайға қарамастан оқытушыларымыз лайықты білім бере алды деп ойлаймын, мансабымның әр кезеңі өткен сайын мектепте алған білімім әлемнің өзім қатарлы озық ғалымдарымен бәсекеге түсе алуға жеткілікті болғанына көзім жетіп жүр.

Неліктен биолог мамандығын таңдадыңыз?

Бала кезімнен биологияға қызықтым. Қырықаяқтар мен бақаларды зерттегенім есімде, сонымен қатар балапанның өсіп-жетілгенін қадағалауды ұнатушы едім, қой мен түйе қалай төлдейтінін көрдім. Мұның бәрінің танымдық мәні болды.

Бұлай айтып отырған себебім, біз белгілі бір мамандыққа бейім болып туатын шығармыз, бәлкім. Мен үшін бұл әрдайым ғылым және өмірді, биологиялық механизмді және процесті түсінуге ұмтылу болды. Кейін жануарлар туралы деректі фильмдерге, National Geographic-ке әуестігім оянды, шамамен жетінші сыныпта алғаш рет «Өрмекші-адамды» көрдім. Бұл фильм маған қатты әсер етті: «генетика» және «мутация» деген сөздерді алғаш рет естідім, ғалымдардың, зертхананалар мен эксперименттердің, кесірткенің регенерациясы мен мутациясы керемет көрсетілгеніне тәнті болдым. Қарап отырып, «Уау, бұл өте қызық екен» деп ойладым. Сол сәтте қалай да ғалым боламын деген түпкілікті шешімге келдім деп ойлаймын.

Мектептен кейін әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетіне биотехнология мамандығына түстім. Менің бастапқы ғылыми мансабыма профессор Роза Ұлтубайқызы Бейсембаева қатты әсер етті, ол академиялық адалдық принциптерін бойымызға сіңірді. Осы принциптерді әлі күнге дейін ұстанамын. Ол бізге адал болуды, зерттеуді ғылым стандарттарын сақтай отырып жүргізуді үйретті.

Сондай-ақ, бакалавриат кезінде өзім еңбек еткен және алғашқы эксперименттерімді жасаған М.Ә. Айтхожин атындағы молекулярлық биология және биохимия институтын атап өткім келеді.

«Өрмекші-адамның» арқасында пайда болған үміт ақталды ма?

Солай десе де болады. Әрине, фильмдегі арнайы эффектілер фантастика, бірақ қазір шын өмірдегі ген инженериясына қарайтын болсақ, бүгінгі ғылым одан еш кем емес екенін түсінесің. Қазір біз түрлі ауру кезінде белгілі бір ген қандай рөл атқаратынын білу үшін, оны «сөндіріп», өзгертіп немесе кетіріп тастай аламыз.

Докторантура кезінде шәкірт алмасу арқылы Northwestern University-дің нағыз зерттеушілер ортасына тап болып, оның кинодан ауылы алыс болса да, әлдеқайда қызық екенін көрдім. Сол жерде ғылыммен алғаш рет шындап айналысып, соның ішінде витилиго тері ауруын зерттей бастадым. Біз ерекше модельмен жұмыс істедік, бұлар — h3TA2 тышқандар, оларда тері пигментациясы үшін маңызы зор ақуызды танитын адамның Т-жасушасының рецепторы бар. Тышқандағы осы Т-жасушалар меланоциттерге шабуылдайды, бұл витилигоның өрбу механизмін дәл модельдеуге жақсы көмектеседі.

Мен витилиго бойынша әлемнің озық мамандарының бірі — Caroline Le Poole деген профессордың жетекшілік етуімен жұмыс істедім. Соның арқасында «иммунологияға кірдім»: күні-түні жұмыс істедім, иммун жүйесі қалай қателесуі мүмкін екенін, өзінің пигмент жасушаларына неліктен шабуылдайтынын зерттедім.

COVID-19 пандемиясы басталған кезде Қазақстанға оралып, зерттеуімді Назарбаев университеті жанындағы National Laboratory Astana зертханасында жалғастырдым, жас ғалымдарға арналған грантты сол жерден алдым. Біз витилигоға шалдыққан науқастардың ішек микробиомын зерттедік.

Қазір Гарвард медицина мектебінде және Бостон балалар ауруханасында постдокторантурадан өтіп жатырмын — бұл жерде барлығы шынымен «Өрмекші-адам» әлеміне ұқсайды: озық технология, үлкен ресурс, мықты ғалымдар ортасы. Былтыр көршілес ауруханадағы зертхана Нобель сыйлығын алды. Бұл жерде ғылымның ауқымы мен деңгейі тіптен бөлек, тіпті бір медицина мектебінің ішіндегі зертханалардың және оның үлестес ауруханаларының арасында үлкен ғылыми бәсеке бар.

Дегенмен, сіз витилигоны ғана зерттемейсіз ғой?

Иә, витилиго 2017 жылдан бастап 2024 жылға дейінгі ғылыми өмірімнің көп бөлігін алды. Жеті жыл бойы осы тақырыппен өмір сүрдім: иммунитет неліктен тері жасушасына шабуылдайтынын, ақ дақ қалай пайда болатынын, заманауи технология, мысалы, CAR-T жасуша терапиясымен ауруды тоқтатуға бола ма деген сұрақты зерттедім. Ph.D. доктор дәрежесін қорғадым, грант алдым және көп уақыт бойы менің басты ғылыми бағытым осы деген сеніммен өмір сүрдім.

Көкжиегіңді кеңейтіп, аутоиммун ауруына әкелетін механизмдерді терең түсінгің келсе, бір саланың шеңберінен шығу қажет екенін уақыт өте келе түсіндім. Иә, витилиго — өмір жолымның және зерттеуші ретіндегі тарихымның маңызды бөлігі. Алайда иммун жүйесі — өте күрделі және көп қырлы, оны жаңа бағыттар бойынша алға жылжумен ғана түсінуге болады.

Аллергия саласына осылай тап болдым, қазір мүлдем басқа әлемді — тамаққа аллергия, демікпе және реттегіш Т-жасушаларды зерттеп жүрмін. Біздің зертхана осы жасушалар иммун толеранттығын қалай демейтініне, неліктен ол түрлі ауру кезінде бұзылатынына ден қояды. Бір қарағанда мұның витилигоға қатысы жоқ сияқты. Шын мәнінде, керісінше: иммун ақауының механизмдері, толеранттықтың жойылуы және созылмалы асқынуы өте ұқсас, тек түрлі органда пайда болады.

Бұдан бөлек, нейроиммунологиямен айналысамын — жүйке жүйесі иммунитетпен қалай «тілдесетінін» зерттеймін. Маған бұл өте қызық бағытқа айналды, өйткені көптеген аутоиммун процесін бір ғана иммун жасушасымен түсіндіру мүмкін емес. Нейроннан, ұлпадан, сыртқы фактордан қандай сигнал шығатынын түсіну керек.

Постдокторлық бағдарламамды аяқтаған соң аутоиммунитетке қатысты түсінігімді молайтып, жаңа тәсілдер үйреніп, витилиго тақырыбына қайтып келетін шығармын.

«Витилигоға шалдыққан әр төртінші науқастың қосалқы Хашимото дерті бар»

Витилиго тұқым қуалай ма?

Қазір біз аурудың табиғаты бірнеше фактордан құралатынын білеміз. Генетиканың рөлі сөзсіз бар, бірақ оны негізгі дей алмаймыз: егер туыс адамда витилиго болса, оның отбасының басқа мүшесінде де болу ықтималы шамамен 5%.

Қоршаған орта, иммун жүйесінің жағдайы және стресс факторларының мәні зор. Назарбаев университеті жанындағы Астана ұлттық зертханасындағы зерттеу жобамыздың аясында науқастармен тілдестік, көбінде аурудың асқынуы эмоцияның қатты күйзелісіне — жақынынан айырылу, трагедия, ауыр күйзеліске тап келген. Кейінгі кезде инфекция, паразит, иммун тепе-теңдігінің бұзылуы сияқты қатердің басқа да факторлары айтылып жүр.

Өкінішке қарай, Қазақстанда витилиго әлі күнге дейін кемістік деп саналады. Туысында витилиго болғандықтан некеге тұру қиын болғаны туралы оқиғалар әлі де кездеседі. Бұрын бұл жұқпалы ауру деп саналды, халық арасында қазір де осылай ойлайтындар бар. Сондықтан мынаны түсіндіру қажет: витилиго жұқпайды, бұл — аутоиммун ауруы.

Витилигоға ілеспе ауру бар ма? Яғни, витилиго дертіне шалдыққан болсаң аллергия, оғаш дерматит сияқты ауру пайда болуы мүмкін бе?

Иә, аутоиммун ауруының біразында өзара байланыс бар. Мысалы, Хашимото тиреоидиті — қалқанша бездегі аутоиммунның созылмалы асқынуы, ол витилигомен ауыратын науқастардың шамамен 25 пайызында кездеседі. Витилигомен ауыратын әрбір төртінші науқаста қосалқы Хашимото дерті бар. Сонымен қатар, осындай науқастарда ойық алопеция пайда болады — терінің белгілі бір жерлерінде шаш түсіп қалады және оғаш дерматит пайда болады.

Мұндайды қалыптан тыс жағдай деуге болмайды: аутоиммун ауруларының біразы иммун жүйесінің толеранттығы бұзылуының жалпы механизмдерімен байланысты. Иммун жасушалары түрлі органның ұлпасына «қателесіп» шабуылдай бастайды. Сондықтан бір аутоиммун ауруының болғаны тағы біреуінің пайда болу ықтималдығын арттырады, былайша айтқанда, бұл «иммун бейімдігі».

10 жыл бұрын жасаған зерттеуіңізде витилигоны жасуша деңгейінде емдеу туралы айтылды ма?

Иә. Бір қызығы, биыл медицина бойынша Нобель сыйлығын иммун толеранттығының жасушалы және молекулярлық механизмін — иммунитетті бақылайтын реттегіш Т-жасушаларды ашқан ғалымдар алды. Аутоиммун ауруына шалдыққан кезде иммун жүйесі өз жасушаларына шабуылдайды: мысалы, бірінші типтегі қант диабеті кезінде ұйқы безінің жасушалары, витилиго кезінде меланоциттер жойылады. Бұрын проблемаға осы реттегіш жасушалардың ақауы немесе солардың жетіспеуі себеп болады деп саналды. Jeffrey Bluestone деген зерттеуші өткен онжылдықта мынадай идея ұсынды: науқас қанынан реттегіш жасушаларды шығарып алу, оларды ағзадан тыс өсіру, сосын аутоиммун процестерін тоқтату үшін көп мөлшерде ағзаға кері құю. Бірақ нәтижесі қалыптан тыс реттегіш Т-жасушалар аутоиммун ауруы бар жануар модельдеріне әсер етпейтінін көрсетті.

Витилигоға арналған ДНҚ вакцина

Бұл жасушалар терінің депигменттелген жерлерінен аутоиммун процесінің ошағын мақсатты түрде табуы үшін біз зертханамызда антиген-арнаулы реттегіш Т-жасушалар жасадық. Менің жұмысым осындай жасушалар тиісті жеріне, яғни меланоциттері бар теріге дәл бағытталғанына ден қойды. Терідегі меланоциттерге Т-киллерлер шабуылдайды, ал антиген-арнаулы Т-реттегіш жасушаларды меланоциттерді реттейтіндей және қорғайтындай етіп жасауға болады, басқаша айтқанда, витилигоға шалдыққан кезде аутоиммун процесін тоқтатуға тиіс. Бұл жұмысты біз жарияладық.

Тиісті органдар мұны мақұлдаған күннің өзінде, өкінішке қарай, бұл терапия өте қымбат, өйткені мұндай жасушаны жасауға антиген-арнаулы трансген жасуша алу үшін вирус векторлары қолданылады. Қазіргі кезде мұндай технология негізінен қатерлі ісікті емдеу үшін қолданылады: бұл жерде тәуекелге барудың мәні бар, себебі ауру өмірге қатер төндіреді. Ал өлім қатері жоқ витилиго үшін FDA (Food and Drug Administration) адамдарға клиникалық сынақ жүргізуге әзірге рұқсат беріп отырған жоқ — ықтимал пайдасынан гөрі қатері жоғары. Бірақ болашақта қауіпсіз тәсілдер пайда болып жатса, мұндай терапия қолданылуы мүмкін.

Менің Ph.D. ғылыми жетекшім — профессор Caroline Le Poole бұрын әріптестерімен бірге иммунитетті меланоциттерге шабуылдамауды «үйретуге» қабілетті ДНҚ вакцинаға ұқсас әдісті қолданатын терапияны жасап шықты. Мен тышқан мен шошқаға сынақ өткізудің кейінгі кезеңіне қатыстым, өйткені олардың терісі — құрылымы жағынан адамға жақын. Шошқаларда регреске ұшыраған меланома болды, меланома пайда болған жерде витилиго да жетілді. Нәтижесі жақсы болды: тері зақымы азайды, кейбір ошағы толықтай жабылды. Сосын біз FDA-ға зерттеуді мақұлдауға өтінім бердік.

Процесс ұзаққа созылады — адамдарға сынап көруге жету үшін он жылдай керек. Егер тиімділігі расталса, бұл тәсілдер витилигоға ем бола алады.

Бұл жерде витилиго дәрісі мен вакцинасы туралы айтылып отыр ма?

Әңгіме емдеу әдісі туралы, бірақ оның жұмыс принципі вакцинаға ұқсас. Бұл әдеттегі вакцина емес — ол инфекциядан қорғамайды, генетикасы модификацияланған ақуыз, HSP70i мутанты аутоиммун тізбені бұзуға және иммун жүйесінің меланоцитке шабуылын тоқтатуға қауқарлы. Негізі HSP70i жасушаларды стрестен қорғайды, бірақ витилигосы бар адамдарда бұл процесс бұзылған: ақуыз Т-жасушаларды өзіне тартатын және меланоцитті бұзатын иммун жасушаларын іске қосады. HSP70 модификациясында бір ғана амин қышқылын алмастырғыш бар, бірақ иммун жүйесі іске қосылуының алдын алуға осы да жеткілікті. Ақуызға енді Т-жасушылар қызық болмайды, сөйтіп тері пигментацияны сақтайды. Емді іске асыру үшін ген-инженерия технологиясы қолданылады: плазмидаға (шеңбер ДНҚ) мутант ақуыздың гені енгізіледі және арнайы аппликатор көмегімен тері жасушасына салынады. Жасушалар иммунитетті меланоцитке шабуылдамауға «үйрететін» мутант ақуыз шығара бастайды. Бұған дейін айтқанымдай, тышқанға және шошқаға жасалған эксперименттен керемет нәтиже шықты: пигментация препарат салынбаған жерлерге де қайтып келді, бұл жүйелі әсері бар екенін білдіреді. Мұндай тәсіл болашақта витилигоны емдеудің генетикаға бағытталған алғашқы емі болуы мүмкін және миллиондаған науқасқа үміт бере алады.

Неліктен Үндістанда аллергия жоққа жақын?

Қазір аллергияға қатысы бар салаға ауыстым деп айттыңыз. Немен айналысып жатқаныңызға толығырақ тоқтала аласыз ба?

Бұл жерде істеп жүргеніме бір жарым жыл болды, біздің зертхана аллергия мен реттегіш жасушаларды зерттеуде алдыңғы қатарда тұрғандардың бірі деп саналады. Қазір менің жұмысым тамаққа аллергия молекула және жасуша деңгейінде қалай дамитынын анықтауға бағытталған. Tuft cells деп аталатын арнайы сенсор жасушаларын және тамаққа аллергия кезінде иммунитетпен өзара байланысын зерттеймін. Аллергия, мысалы, адам шабдалы жегенде пайда болады: ең қиын жағдайда анафилаксия шогы өршиді, жеңіл жағдайда қышыма, іш өту болады. Зерттеуімнің мақсаты — реттегіш Т-жасушалар иммунитетті толеранттыққа қалай үйрететінін, яғни тамақ компоненттеріне шамадан тыс реакцияның қалай алдын алатынын түсіну.

Биыл біздің зертхана Nature журналына мақала жариялап, сәбидің дұрыс иммун қарсылығын қалыптастыру үшін алғашқы жылдар өте маңызды екенін айтты.

Түрлі аллергенмен, микробпен, бактериямен және паразитпен ерте әрекеттесу иммун жүйесін «үйретуге» көмектеседі, осы факторлардың көбі қауіпсіз.

Егер иммунитет үйретілмесе, кейін сол микробпен немесе аллергенмен әрекеттескен кезде қате иммун реакциясын — аллергияны тудыруы мүмкін. Бұл идеяны бүкіл әлемде байқалған үрдіс растайды: кейбір елде. мысалы, Үндістанда аллергия жоқ десе болады, ал дамыған елдерде бұл көбейіп жатыр. Қазақстанда да урбанизацияға байланысты аллергияның көбейгені байқалады. Сондықтан балалардың табиғатпен және жануарлармен ерте әрекеттесуі, мысалы, ауылда тұру иммунитеттің дұрыс дамуына және болашақта аллергия қатерінің азаюына әсер етуі мүмкін.

Маусымдық аллергия ше?

Маусымдық аллергия постиндустриялық қоғамның соры деп саналады. Біздің иммунитет микробиомға бай ортада және табиғатпен етене байланыса отырып миллиондаған жыл бойы қалыптасты. Қазір көп адамның тірлігінде ондай алуандық жоқ, оның үстіне біз лас ауамен тыныстаймыз. Мұның бәрі иммун жүйесін тозаң және басқа да маусымдық аллерген алдында тым осал етеді, түшкіру, қышыма және көз жасаурау осылай пайда болады.

Тамаққа аллергия маусымдық аллергияға қарағанда неліктен қауіпті екенін зерттедіңіз бе?

Иә, бұл жерде маңызды бір айырмашылық бар. Маусымдық аллергия кезінде ағзаның өз қорғанысы бар — түшкіру, сілекей, шырышты қабат, бұлар аллерген ағзаға терең енгенге дейін күшін жоюға көмектеседі. Ал тамаққа аллергия кезінде аллерген осы кедергілерді айналып өтіп, ішке бірден түседі, сондықтан реакция әлдеқайда күштірек, тіпті анафилаксия шогына апаруы мүмкін.

Қазір АҚШ-та жержаңғаққа аллергия көп. Бұған жержаңғақ майы бұрын тым қатты жарнамаланғаны және адам жастайынан соны көп тұтынғанғаны ішінара себеп болуы мүмкін. Ерте оғаш дерматиті бар балаларда аллергендер тері арқылы кіруі мүмкін. Иммун жүйесі осы аллергенді «қауіпті» деп таниды, кейін бала жержаңғақ жегенде иммунитет тым өткір реакция білдіруі мүмкін, кейде бұл анафилаксия шогына әкеледі. 

Аллергия генетикамен байланысты болуы мүмкін бе? Бұл әлдебір ақау болуы мүмкін бе?

Иә, генетиканың рөлі бар, бірақ бұл жалғыз фактор емес. Аллергия әр адамда түрліше пайда болады: біреуде ауыр реакция болса, енді біреуде жеңіл қышыма немесе іш өту түрінде білінеді. Бұл иммунитет қалай «үйретілгеніне» байланысты. Мысалы, менде де аллергия бар, бірақ шағын қалада, бала кезден мал көріп өскендіктен, қорғаныс пайда болған шығар, бәлкім.

АҚШ-та аллергия жақсы зерттеледі. Қазір ерекше зерттеу жасалып жатыр: жержаңғаққа аллергиясы бар балаларға өнімнің кішкентай дозасы сау адамның микробиомы бар таблеткамен қоса беріледі. Идеясы — иммун жүйесін дұрыс реакция білдіруге «үйрету». 

Егер иммунитет адамның бала кезінде бактерия мен аллерген көрмесе, ол сигналдан жаңылысып, ересек кезде шектен тыс реакция беруі мүмкін, мысалы — анафилаксия шогы. 

Таблетка түріндегі нәжіс микробиомы қолданылатын зерттеуге өзім қатысып жатырмын. Бұл жағымсыз естіледі, бірақ әсері таңғалдырады: бактерия иммунитетке «үйренуге» көмектеседі, реттегіш Т-жасушалар санын арттырады және ішекті аллергия шабуылынан қорғайды. Басқаша айтқанда, біз микробиомды иммун жүйесін үйрету үшін қолданамыз.

Сонымен қатар біз аллергия генетикасын тышқан арқылы зерттеп жатырмыз. Белгілі бір жасушадағы нақты бір генді өшіріп тастаймыз және бұл аллергия дамуына қалай әсер ететінін бақылаймыз. Бұл эксперимент қандай молекула мен механизм ауру тудыратынын түсінуге көмектеседі, осыдан келіп болашақта қауіпті реакцияға тосқауыл болатын және иммунитетті қалыпты күйге қайтаратын дәрі жасауға болады.

Аллергия — жай ғана қышыма немесе түшкіру емес. Бұл микробтар, иммун жүйесі мен ген арасындағы күрделі әрекеттерден тұратын тұтас әлем. Енді ғылымда иммунитетті үйретуге және ағзаны ауыр салдарға жеткізбей қорғауға болатын құралдар пайда болып жатыр.

Америкада қаламын деп отырсыз ба?

Әзірге мансабымды осы жерде тағы бірнеше жылға жалғастыруды ойлап отырмын, себебі бірегей ғылыми орта — әлемнің мықты зерттеушілері жұмыс істейтін нағыз кластер қалыптасып жатыр. Мұнда идея алмасуға, ірі жобаға қатысуға және озық технологияларды меңгеруге болады. Бір жарым жыл ішінде теңдесі жоқ үлкен тәжірибе жинадым. Жүздеген зерттеуші, мыңдаған идея, ынтымықтастық пен білім алмасуға қажет шексіз мүмкіндіктер ортасындамын. Мен сияқты жас ғалымға бұл кәсіби тұрғыда өсу үшін өте маңызды.

Болашақта, көбірек тәжірибе мен білім жинағанда Қазақстанға оралып, шетелде жинаған білімім мен тәжірибемді пайдаланып ғылымды дамытамын және еліме пайда әкелемін деген үмітім бар.