подписка ерип

Клеточные технологии: от идеи до реализации

10 июля 2017

Автор(ы):
Дмитрий Патыко


Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.
Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.
Республиканская научно-практическая конференция «Инновационные лечебные технологии с использованием культур клеток», организованная Минздравом, НАН Беларуси, БГМУ, БелМАПО, прошла в ГКБСМП Минска. Форум был посвящен лечению хирургических и соматических заболеваний с использованием культур стволовых и  дифференцированных клеток — в этой области белорусская наука за последние годы показала результаты мирового уровня и добилась успешного внедрения научных разработок в клиническую практику.

Перспективы и возможности развития клеточных технологий в медицине

>> Игорь Волотовский
почетный директор Института биофизики 
и клеточной инженерии НАН Беларуси, 
заведующий лабораторией 
молекулярной биологии клетки, 
академик, доктор биол. наук, 
профессор.

В Беларуси есть возможность создавать клеточные технологии, имеются экспериментальная база, хорошие клиницисты. Но что дальше? Будут ли эти технологии широко использоваться? Здесь есть ограничения. И одно из них — стоимость клеточного материала. Хорошо, если речь идет о крупной клинике. А если о простой больнице? В таком случае придется платить пациенту. 

Приведу пример. Специалисты Республиканского научно-медицинского центра «Клеточные технологии» и 2-й кафедры хирургических болезней БГМУ пролечили около 60 пациентов с трофическими язвами (порядка 30 получили лечение в рамках НИР и лишь на коммерческой основе). Если мы будем и дальше штамповать технологии, нужно думать, как их использовать. Полагаю, следует предпринимать шаги на государственном уровне. Или сделать эти клетки бесплатными для белорусских пациентов, или дать им возможность взять кредит под низкий процент, потому что цена отпугивает. 

Если мы разрабатываем клеточную технологию лечения, то должны обязательно 
провести доклинику, то есть создать модель заболевания, вырастить клетки, 
ввести их, потом доказать, что они не вызывают рак, 
не провоцируют аллергическую реакцию, не токсичны для генома и т. д. 
Но если речь идет об аутологичных клетках, полученных из биоматериала пациента, 
проведение такой оценки теряет смысл. 

Ясно, что они совершенно безвредны. При 2–3 пассажах негативных эффектов быть не может. Доклиника здесь нужна только для того, чтобы определить, сколько клеток вводить на килограмм веса. 

Применение периневрального транспорта стволовых клеток в головной и спинной мозг 

>> Владимир Кульчицкий
заместитель директора по научной работе 
Института физиологии НАН Беларуси, 
член-корреспондент, доктор мед. наук, профессор.

Вместе со специалистами БГУ и РНПЦ неврологии и нейрохирургии мы опробовали путь периневральной миграции стволовых клеток. Если речь о головном мозге, можно использовать пул обонятельных клеток, расположенных в носу под эпителием. Эти клетки нейроноподобные, к тому же смена эпителия происходит каждые 2–3 недели. В начале эксперимента мы пытались раздражать эти области для активирования находящихся там стволовых клеток. При этом вводили маркеры, чтобы посмотреть, будут ли эти стволовые клетки мигрировать в мозг крыс (и если да, то в какую область). 

Выяснилось, что если мы не наносили животному травму головного мозга, этих клеток там почти не было, а при травме головного мозга клетки мигрировали из области носа, которую мы активировали введением физиологического раствора, в район повреждения. Было заметно, что вокруг травмы возникает как бы ожерелье из клеток, переместившихся из полости носа вдоль обонятельного нерва, а также лимфатическим путем. 

В клинических опытах, проводившихся на базе ГКБСМП Минска, участвовали 20 пациентов. Им в нос вводился физиологический раствор для раздражения пула обонятельных клеток, которые мигрировали в головной мозг. Стало понятно, в какую его область они устремляются. Для врача знать это очень важно. 

Интересные результаты были получены по спинному мозгу. В эксперименте на крысах моделировалась перерезка спинного мозга в разных местах, в т. ч. в сочетании с перерезкой кожи по всей окружности тела животного. Через небольшой разрез по межреберным нервам вводили мезенхимальные стволовые клетки (МСК), выделенные из жировой ткани (ЖТ), и уже через 4 часа видели миграцию стволовых клеток в область перерезки. Если МСК ЖТ не вводили, восстановление начиналось иногда через 2–4 недели. Когда стволовые клетки вводили по межреберному нерву, восстановление начиналось через 5–7 дней (крыса живет 2 года, поэтому человеку, живущему в среднем 70 лет, на восстановление потребуется 6–7 месяцев). 

 Биомедицинские клеточные продукты: разработка и производство

>> Зинаида Квачева
ведущий научный сотрудник 
Института биофизики и клеточной инженерии 
НАН Беларуси, 
кандидат биол. наук.

Совместно с кафедрой глазных болезней БГМУ разрабатываются технологии приготовления биотрансплантата на основе культивированных стволовых клеток глаза для создания метода лечения повреждений роговицы. 

Вместе с кафедрой ортопедической стоматологии и ортодонтии с курсом детской стоматологии БелМАПО создается технология приготовления биотрансплантата на основе культивированных МСК ЖТ для разработки метода лечения заболеваний периодонта.

Ученые 2-й кафедры хирургических болезней ГрГМУ, Института физиологии НАН Беларуси и РНМЦ «Клеточные технологии» сообща разрабатывают методы приготовления инъекционной формы биомедицинских клеточных продуктов, включающих аутологичные МСК ЖТ и носитель на основе биополимера, для лечения стрессового недержания 
мочи. 

Специалисты Института химии новых материалов НАН Беларуси помогают разрабатывать технологии приготовления нового поколения тканеинженерных конструкций, состоящих из тонкопленочных носителей, синтезированных на основе биополиэлектролитов и полимеров, биосовместимых с МСК, для иммобилизации клеток.

С интересом ждем результатов общей работы с кафедрой пластической хирургии и комбустиологии БелМАПО — технологию приготовления тканевого эквивалента кожи, состоящего из нескольких типов клеток, на биодеградируемом носителе для лечения ожогов.

Клеточная терапия — технология, модифицирующая течение рассеянного склероза

>> Александр Федулов,
заведующий кафедрой нервных 
и нейрохирургических болезней БГМУ, 
доктор мед. наук, 
профессор.

Сегодня мы находимся на начальных стадиях понимания патогенеза рассеянного склероза, и весь терапевтический потенциал, который можно было бы применить, не используем. А лечить эту патологию нужно как можно раньше; если вовремя не назначить терапию, которая изменит течение заболевания, утраченное не восстановится. 

Совместно с НИЛ БелМАПО и другими партнерами мы предлагаем новые терапевтические стратегии по нейропротекции и ремиелинизации (то есть восстановлению миелина), которые мы бы назвали термином «регенеративная и демиелинативная неврология». Считаем, что главной составляющей успешной терапии этих пациентов должна быть предварительная селекция. Одному подойдет трансплантация МСК, другому понадобится выполнить высокодозную полихимиотерапию с поддержкой аутологичной трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток (АуТГСК). 

У нас есть гибридная технология, которая сочетает высокодозную полихимиотерапию с поддержкой АуТГСК (в режиме умеренной иммуносупрессии) и аутологичную трансплантацию МСК (АуТМСК, однократная/повторная). Более 90 больных перенесли успешные трансплантации в том или ином варианте. 

Для любого исследователя актуальна разработка инновационных маркеров активности заболевания и оценка эффективности применяемой терапии. Понятно, что мы не можем проводить биопсию головного мозга таких пациентов и гистологические исследования (это возможно при открытых ранах), поэтому занимаемся поиском новых технологий, которые позволят составить представление, что происходит в мозге и ЦНС в результате нашего воздействия. Таким объектом может стать сетчатка — уникальная часть нервной системы, содержащая в слое нервных волокон аксоны и глию, но лишенная миелина до тех пор, пока ретинальные аксоны не проникнут через решетчатую пластинку. Методом оценки состояния сетчатки является оптическая когерентная томография (ОКТ) заднего отрезка глазного яблока.

Целью исследования был поиск доказательств, оказывают ли МСК нейропротекторное действие. Оценка этого действия и концентрации специфических биомаркеров сыворотки крови у пациентов с рассеянным склерозом проводилась на основании данных ОКТ. Кроме того, мы выбрали еще один биомаркер — связанный с тромбоцитами ростовой фактор. Его с помощью биохимических технологий определяли в плазме крови пациентов. 

На протяжении 5 лет были сформированы две группы пациентов. В основную вошли 19 человек с клинически верифицированным диагнозом рассеянного склероза (им была проведена АуТМСК), в контрольную — 13 человек с рассеянным склерозом, которые получали только лечение обострения. В ходе эксперимента нейропротекторное действие МСК было доказано, качество лечения оказалась значительно выше, чем при использовании традиционных технологий. 

Причем эффект удерживается очень хорошо. Предварительный анализ результатов мониторинга толщины слоя нервных волокон сетчатки у пациентов с рассеянным склерозом позволяет предположить наличие регенеративного и нейропротекторного эффекта у процедуры трансплантации АуТМСК на протяжении 12 месяцев посттрансплантационного периода. Установлено также, что при повторении курса терапии положительный результат заметно усиливается. 

Выявленные зависимости изменения толщины слоя нервных волокон сетчатки с концентрациями ростовых факторов и иммуноглобулинов в сыворотке крови после АуТМСК указывают на возможность использования изучаемых биологических маркеров, характеризующих процессы ремиелинизации после клеточной терапии.
 
Клеточная аутотрансплантация МСК из жировой ткани при пластике брюшной стенки  

>> Василий Богдан
начальник военно-медицинского 
факультета БГМУ, 
доктор мед. наук, 
профессор.

Вероятной причиной нарушений метаболизма соединительной ткани, приводящих к снижению ее прочности у пациентов с послеоперационными вентральными грыжами (ПОВГ), могут быть как генетические изменения, так и длительность существования дефекта передней брюшной стенки, который определяет повышенный порог продукции медиаторов, активирующих структуризацию и снижающих ремоделирование соединительной ткани.

Применение сетчатых имплантатов отчасти позволило решить проблему ПОВГ — повысить эффективность пластики и уменьшить частоту рецидивов. Вместе с тем хирургическая сетка, изготовленная из синтетического материала, вызывает длительную воспалительную реакцию в окружающих тканях, приводит к развитию деформации имплантата, ограничению подвижности передней брюшной стенки, снижению качества жизни пациента вследствие выраженного болевого синдрома. 

Поэтому авторы совместного с БелМАПО проекта решили создать композиционные биологические трансплантаты, состоящие из опорной сетки и внеклеточной матрицы с включением алло- или аутогенных клеток, культивированных in vitro, что дало бы возможность воздействовать на основные патологические звенья.

Для этого разработали состав трехмерного внеклеточного матрикса на основе желатина с аутологичными ростовыми факторами, который позволяет сохранять высокий уровень жизнеспособности (до 95%) и равномерное распределение МСК ЖТ, а также повысить способность сеток обеспечивать адгезию стволовых клеток. При этом многокомпонентный биологический трансплантат должен служить дополнительным покрытием сетчатого имплантата. 

Разработанная технология была реализована при комплексном лечении 31 пациента с ПОВГ больших и гигантских размеров, которые проходили плановое оперативное лечение в Городском центре герниологии и бариатрической хирургии на базе 4-й ГКБ им. Н. Е. Савченко и 2-й ГКБ Минска. Итог таков: в основной группе осложнений нет, в группе сравнения встречаются с частотой от 9,1% до 71,4 %. Применение полипропиленового материала в сочетании с аутотрансплантацией МСК ЖТ приводит к более благоприятному исходу — снижению в 1,5 раза соотношения коллагена III/I типа за счет повышения в 1,6 раза содержания коллагена I типа в динамике и уменьшения накопления коллагена III типа. 

Что касается длительности стационарного лечения, то показатель для послеоперационного периода в основной группе составил 10,4+2,7 койко-дня, что на 4,9 койко-дня меньше, чем у пациентов из группы сравнения (15,3+3,1 койко-дня).

Установлено также повышение качества жизни по показателю «боль и дискомфорт», «передвижение в пространстве», «самообслуживание» и «повседневная активность».

Таким образом, клиническое применение трансплантации аутологичных МСК ЖТ для пластики обширных дефектов передней брюшной стенки при послеоперационных грыжах признано успешным. Использование новинки будет способствовать расширению сферы применения клеточных технологий, которые в дальнейшем могут стать альтернативой пластике с использованием синтетических материалов.


Комментировать


comments powered by HyperComments