Все́волод Арсе́ньевич Ткачу́к (род. 19 декабря 1946 года, Бийск, Алтайский край) — советский и российский учёный-. Академик РАМН (с 2000) и РАН (с 2006), декан Факультета фундаментальной медицины МГУ (с 2000), научный руководитель Центра регенеративной медицины МГУ и президент Общества регенеративной медицины (с 2018).
Область научной работы: рецепция и внутриклеточная сигнализация, генная и клеточная терапии, биология стволовых клеток и регенеративная медицина.
По данным Scopus, работы В. А. Ткачука, опубликованные в российских и международных рецензируемых научных журналах, процитированы более 9000 раз; индекс Хирша — 45.
Биография Всеволод Ткачук родился в Бийске (Алтайский край) в семье Арсения Мокеевича Ткачука, считавшегося лучшим преподавателем русского языка и литературы в Винницкой области. В школьные годы привитая отцом любовь к чтению зародила в юноше интерес к биологии, и, окончив в 1965 году среднюю школу с золотой медалью, Всеволод Ткачук поступил на биолого-почвенный факультет Московского университета имени М. В. Ломоносова.
В 1970 году с отличием окончил Биолого-почвенный факультет МГУ, выпускник кафедры биохимии животных.
С 1973 по 1982 год работал на кафедре биохимии животных Биологического факультета МГУ, где в 1974 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Na+, K+-активируемая, Mg2+-зависимая -аденозинтрифосфатаза сарколеммы» под руководством академика С. Е. Северина.
В 1982 году по приглашению Е. И. Чазова организовал лабораторию молекулярной эндокринологии во вновь организованном Всесоюзном кардиологическом научном центре АМН СССР. Этой лабораторией В. А. Ткачук успешно руководит и в настоящее время.
В 1986 году защитил докторскую диссертацию по теме «Биохимические механизмы регуляции аденилатциклазной системы сердца», в 1988 году избран профессором.
В 1992 году организовал на Факультете фундаментальной медицины МГУ кафедру биологической и медицинской химии, которую возглавляет и по сей день, являясь также руководителем научно-исследовательной лаборатории генных и клеточных технологий.
В 1994 году избран членом-корреспондентом РАМН, в 1997 году — членом-корреспондентом РАН. Академик РАМН c 2000 года, академик РАН — с 2006.
В 2000 году избран деканом Факультета фундаментальной медицины МГУ, возглавляя его и по сей день.
В 2016 году В. А. Ткачук стал директором и основателем первого в России Института регенеративной медицины в МГУ имени М.В. Ломоносова, научным руководителем которого он является в настоящее время.
С 2017 года В. А. Ткачук – академик-секретарь Отделения физиологических и медико-биологических наук РАН, является членом Президиума РАН, а также Научного совета РАН «Науки о жизни» и Совета РАН по персонализированной медицине.
В 2018 году был избран Президентом Общества регенеративной медицины, сменив на этом посту Президента-основателя — академика РАН Г. Т. Сухих.
С 2018 года В. А. Ткачук возглавляет совет по этике, созданный при Минздраве России с целью выдачи разрешений на клиническое применение биомедицинских клеточных продуктов.
Научные достижения
Исследования механизмов гормональной регуляции и внутриклеточного сигналинга
В начале 70-х годов, работая на кафедре биохимии животных Биологического факультета МГУ В. А. Ткачук опубликовал первые работы, посвящённые механизмам функционирования мембранных рецепторов гормонов (глюкагона, адреналина и гистамина), регуляции синтеза и гидролиза цАМФ при участии аденилатциклазы и Ca2+-зависимой фосфодиэстеразы. Эти работы велись под руководством основателя кафедры — академика С. Е. Северина и стали пионерскими в этой области науки не только в СССР, но и во всём мире. В. А. Ткачуку и соавторам принадлежит также научный приоритет в установлении механизмов ингибирования и активации аденилатциклазы адениловыми нуклеотидами и нуклеозидами.
В 80-х годах, возглавляя лабораторию молекулярной эндокринологии Всесоюзного кардиологического научного центра, В. А. Ткачук c коллегами исследовал роль различных G-белков и их субъединиц в регуляции активности аденилатциклазы и Ca2+-зависимых каналов в миокарде, сосудистых, эндотелиальных, гладкомышечных клетках и тромбоцитах. В ходе этих работ был установлен молекулярный механизм влияния G-белков на развитие как гиперчувствительности, так и толерантности клеток к действию катехоламинов и лекарственных препаратов. Было показано, что нарушения чувствительности клеток к гормонам развиваются при гипертонии, ишемии или инфаркте миокарда.
В этот же период под руководством В. А. Ткачука был впервые установлен механизм влияния гипоксии на чувствительности клеток к гормонам. Было показано, что при гипоксии в эндотелиальных клетках происходит активация фосфоинозитидного обмена, в результате чего активированная протеинкиназа С запускает эндоцитоз β-адренергических рецепторов, что приводит к развитию нечувствительности клеток к катехоламинам. При глубокой гипоксии и аноксии с поверхности эндотелиальных клеток исчезают АТФ- и АДФ-гидролизующие ферменты, что приводит к усилению агрегации тромбоцитов и секреции гормонов эндотелием.
В 90-х годах коллектив, руководимый В. А. Ткачуком, опубликовал работы об участии рецепторов растяжения в специфической регуляции экспрессии генов в сосудистых клетках. На уровне одиночной гладкомышечной клетки было показано, что при её ритмическом растяжении в ней растёт экспрессия ряда генов (кальдесмона, кальпомина, α-актина, гладкомышечного миозина), а также увеличивается способность к пролиферации.
С 2014 года под руководством В. А. Ткачука проводятся исследования гормональной регуляции функциональной активности стволовых клеток человека. В ходе этих работ были охарактеризованы изоформы ангиотензина и особенности активности его рецепторов в мезенхимальных стволовых клетках жировой ткани человека. Впервые был описан механизм гормон-зависимой регуляции чувствительности этих клеток к катехоламинам: показано, что активация β-адренорецепторов необходима для повышения экспрессии и сигнальной активности α1A-адренорецепторов, что свидетельствует о существовании нового механизма взаимодействия адренергических сигнальных путей в мезенхимальных стромальных клетках.
Открытие и изучение функций Т-кадгерина
В начале 90-х годов при изучении клеток крови В. А. Ткачук с соавторами обнаружили, что в тромбоцитах под воздействием липопротеидов происходит мобилизация ионов кальция, приводящая к их агрегации, причём данный эффект усиливался под воздействием адреналина. Примерно в это же время была обнаружена мобилизация Ca2+ в сосудистых гладкомышечных клетках (ГМК) под влиянием ангиотензина и эндотелина. Используя более удобную для эксперимента культуру ГМК исследователям удалось показать, что липопротеиды низкой плотности способны стимулировать выход Ca2+ из эндоплазматического ретикулума, причём реализуется этот эффект без участия классического апоВ/Е-рецептора (за открытие рецептора апоВ/Е Гольдштейну и Брауну в 1985 г. была присуждена Нобелевская премия). Для идентификации этого нового липопротеид-связывающего рецептора были проведены его выделение и очистка, после чего он был идентифицирован как Т-кадгерин — белок, входящий в группу кадгеринов, ответственных за гомофильное межклеточное взаимодействие. В ряде дальнейших работ В. А. Ткачуком и его коллегами было выявлено, что в отличие от других, классических кадгеринов (N-, E-, VE-кадгерина), Т-кадгерин не опосредует межклеточную адгезию, а наоборот, вызывает отталкивание клеток, участвует в миграции клетки и перестройке цитоскелета.
В ходе дальнейших исследований было показано, что Т-кадгерин является навигационным рецептором, который помогает мигрирующим клеткам и растущим кровеносным сосудам избегать определённых тканей, а связывание липопротеидов с Т-кадгерином может нарушать ангиогенез и влиять на ремоделирование сердца и сосудов. Позже было установлено, что Т-кадгерин, экспрессируемый в эндотелиальных клетках, способен регулировать проницаемость эндотелия, а также участвует в опухолевом ангиогенезе и росте и метастазировании меланомы.
В настоящее время в коллективе В. А. Ткачука исследуется роль Т-кадгерина как рецептора адипонектина в регуляции покоя и дифференцировки стволовых клеток жировой ткани, а также в процессах адипогенеза и метаболической активности жировой ткани.
Исследование биологических функций активатора плазминогена урокиназного типа (uPA) С начала 90-х годов В. А. Ткачук совместно с коллегами (Е. В. Парфёнова, Р. Ш. Бибилашвили, С. П. Домогацкий, A. Bobik и др.) изучал молекулярные механизмы роста кровеносных сосудов. В частности, большое внимание уделялось роли активатора плазминогена урокиназного типа (урокиназы, uPA) в ангиогенезе и ремоделировании сосудов.
Было обнаружено, что в повреждённых клетках сосуда происходит увеличение экспрессии uPA и её рецептора (uPAR), сопровождающееся ростом таксиса гладкомышечных клеток и фибробластов и сужением просвета сосуда, причём подавление uPA нейтрализующими антителами уменьшало интенсивность процесса. Оказалось, что усиленная экспрессия uPA вызывает пролиферацию клеток сосудов и стимулирует синтез белков оксидативного стресса и воспаления.
Также В. А. Ткачук и его коллеги впервые показали способность урокиназы транспортироваться в ядро и взаимодействовать с транскрипционными факторами, регулирующими пролиферацию фибробластов и их трансформацию в миофибробласты. В работах последних лет было показано, что урокиназная система в сосудах необходима для выбора траектории роста и ветвления капилляров, то есть выполняет навигационную функцию.
Интересные результаты были получены В. А. Ткачуком в отношении роли uPA и uPAR в направленной миграции клеток. Было установлено, что uPA связывается с uPAR и данный комплекс концентрируется на лидирующем крае клетки, то есть на поверхности, наиболее близко расположенной к хемоаттрактанту. Дальнейшее изучение значения uPA в процессах миграции показало, что её концентрирование на лидирующем крае клетки позволяет локально разрушать матриксные белки и облегчает миграцию. Причём, этот процесс осуществляется как путём активации плазминогена и запуска фибринолиза, так и путём стимулирующего влияния uPA на экспрессию и активность MMP-2 и MMP-9. Командой В. А. Ткачука было показано, что высокая экспрессия uPAR в эмбриональном периоде стимулирует направленную миграцию нейронов в кору головного мозга.
Данные результаты легли в основу разработки препарата для терапевтического ангиогенеза с помощью доставки гена uPA в ткани, страдающие от ишемии, и создания препарата «Юпикор» для лечения хронической ишемии нижних конечностей.
Исследования биологической роли урокиназной системы получили дальнейшее развитие в работах, посвящённых её участию в формировании и регенерации нервной ткани, а также молекулярным механизмам расстройств аутистического спектра и шизофрении.
Изучение механизма участия мезенхимных стволовых клеток в регенерации тканей Под руководством В. А. Ткачука активно изучаются механизмы физиологического обновления, регенерации и репарации тканей и органов и роль мезенхимных стволовых клеток (МСК) различных тканей в этом процессе. Была обнаружена способность МСК индуцировать рост кровеносных сосудов и нервов во время восстановления повреждённых тканей, при этом было также показано, что стимулирующее влияние этих клеток обусловлено секрецией ими не только растворимых белков (факторами роста, цито-и хемокинами), но и внеклеточных везикул. При установлении механизмов участия МСК регенерации и репарации ткани активно изучалось влияние гипоксии и воспаления, возникающих при многих заболеваниях, на биологическую активность данного типа клеток. Так, было обнаружено, что под влиянием гипоксии в МСК активируется продукция ангиогенных факторов а в условиях воспаления клетки вырабатывают иммуномодулирующие цитокины, в том числе и иммуносупрессивные. Результаты этих исследований являются перспективными с точки зрения создания новых подходов в лечении инфекционных и системных заболеваний, а также при трансплантации органов и тканей.