Отдел криобиохимии

Исследования стволовой клетки включают изучение пролиферативного и дифференцировочного потенциалов, криобиологических характеристик, возможности генетической модификации и создания клеточных линий с определенными свойствами, механизмов действия в различных системах in vitro и на моделях патологических состояний на лабораторных животных. Подробнее >>

Иммунофенотипический анализ гемопоэтических клеток эмбриональной печени человека, проведенный совместно с отделом иммунологии Королевского госпиталя города Ноттингем (Великобритания), показал, что большая часть представлена клетками эритроидной коммитации, а содержание претендентов на стволовые клетки составляет 1-5%. При культивировании в полутвердых средах в присутствии рекомбинантных ростовых факторов гемопоэтические клетки эмбриональной печени способны образовывать колонии различных типов, количество которых коррелирует с жизнеспособностью суспензии и количеством в ней стволовых клеток [10]. Исследования также показали способность стволовых гемопоэтических клеток эмбриональной печени к экспансии ex vivo.

В настоящее время в круг научных интересов отдела входит изучение региональных стволовых клеток млекопитающих и человека, в том числе негемопоэтические стволовые клетки (мезенхимальные, эпителиальные, гепатические), их фенотип, криочувствительность, метаболическое состояние пролиферативно-дифференцировочный потенциал в условиях культивирования. Подробнее >>

      Большое внимание уделяется биохимическим и физиологическим механизмам действия стволовых клеток, в том числе криоконсервированных, в условиях целостного организма, вовлеченного в патологический процесс. Значительный объем исследований выполняется на экспериментальных моделях острой и хронической печеночной недостаточности у крыс. Так, на модели экспериментального цирроза, индуцированного длительным ввведением малых доз тетрахлорметана, показано положительное действие трансплантации криоконсервированных региональных стволовых клеток, которая проявляется в активации репаративно-восстановительных процессов в измененном органе, а также в снижении уровня свободнорадикальных процессов в организме крыс [11].
      Введение клеток эмбриональной печени человека перед острой детоксикацией тетрахлорметаном снижает проявления токсического поражения печени [12].
      На модели 70 % гепатэктомии установлено, что введение ККЭП животным приводит к усилению пролиферативных процессов в печени и ускорении степени восстановлении массы органа. Показано, что после введения ККЭП снижается уровень ПОЛ в печени и крови крыс с 70 %-й гепатэктомией, что обеспечивается изменением активности ферменетативной и неферментативной антиоксидантной системы [13-14].        Внутрипортальное введение клеток эмбриональной печени кроликам с экспериментальной гиперхолестеринемией приводит к снижению гликопротеинов низкой плотности и индекса атерогенности сыворотки крови [15].

Действие трансплантированных клеток реализуется сложным каскадом биохимических регуляторных реакций, одним из механизмов этого действия является модуляция интенсивности перекисного окисления липидов. В настоящее время в отделе исследуется роль отдельных эмбриоспецифических факторов в реализации терапевтического эффекта трансплантированных клеток.

На базе фундаментальных исследований в области биологии и криобиологии стволовых клеток в отделе разработаны технологии создания ряда клеточных препаратов, использующихся в клиниках Украины и за рубежом. Исследования и клинические испытания данных препаратов, проводимые совместно с рядом ведущих клиник, свидетельствуют о высокой эффективности их применения в медицине. В частности, криоконсервированные ГЕМОКЛЕТКИ - клетки эмбриональной печени человека, содержащие гемопоэтические, гепатические и мезенхимальные стволовые клетки, находят широкое применение в гематологии, онкологии, гепатологии, урологии, офтальмологии [16], в травматологии и ортопедии [17].

Трансплантация "НЕЙРОКЛЕТОК" препарата, обогащенного мультипотентными нервными стволовыми клетками, является одним из превлекательных методов замещения анатомических или функциональных дефектов центральной и перефирической нервной системы. Подробнее >>

В многочисленных экспериментах на животных показано, что при трансплантации стволвые нервные клетки приживляются, проходят полный путь раззвития и структурно-функциональной дифференцировки, образованные нейроны образуют синаптические связи с нейронами мозга реципиента, приобретают характерные электрофизиологические свойства и вырабатывают специфические нейромедиаторы и другие биологически активные вещества. Учитывая, что мозг эмбрионов является самым богатым источников стволовых нервных клеток, в отделе разработаны методы выделения и криоконсервирования нервных клеток эмбрионов человека 6-12 недель гестации [18].
Криоконсервированные нервные клетки эмбрионов человека после отогрева способны длительное время пролиферировать в культуре. Клинические испытания, проведенные совместно с нейрохирургическими отделениями Харькова и Киева, показали их высокую эффективность для лечения целого ряда патологий нервной системы [19].
В результате были разработаны методические рекомендации "Криоконсервирование эмбриональных нервных тканей для клинического применения", которые явились обоснованием широкого клинического применения эмбриональных нервных клеток в различных медицинских центрах Украины.

Установлено, что для некоторых патологий, в частности, заболеваний глаза, целесообразно совместное применение гемопоэтических и нервных стволовых клеток. В связи с этим был разработан препарат "ГЕМОНЕЙРОНАЛ", содержащий в определенных пропорциях криоконсервированные эмбриональные клетки печени и мозга человека [20-21].

Разработка метода выделения клеток мезенхимально-мезодермального происхождения из эмбрионов человека 4-12 недель гестации ("МЕЗОКЛЕТКИ") [22] позволила получить суспензию, представляющую собой коктейль клеток различного генеза с преобладанием фибробластоподобных клеток высокой пролиферативной активности. Эта суспензия характеризуются высоким содержанием стволовых клеток, в первую очередь мезенхимальных, и обладают высокой колониеобразующей активностью в культуре. Разработан метод криоконсервирования этих клеток. Трансплантация криоконсервированных мезенхимальных клеток лабораторным животным с модельными патологиями приводит к быстрому заживлению ожогов и ран, восстановлению двигательной функции после повреждения суставов [23]. Клинические испытания показали их высокую эффективность для лечения ожогов, ревматоидного артрита, артроза больших суставов [24-25]. Разработчики препарата мезенхимальных клеток связывают большие надежды их клинического применения в кардиологии, травматологии, гастроэнтерологии, а также отмечают перспективность их использования для создания искусственной кожи и других тканей и органов.

Фундаментальные исследования отдела в области биохимии, клеточной биологии, криобиологии, гипотермического хранения органов и экспериментальной трансплантации направлены на нужды современной медицины и проводятся совместно с ведущими украинскими и зарубежными учеными при поддержке международных грантов Wellcome Trust и INTAS. Сотрудники отдела настроены на расширение и укрепление этих связей и готовы к выполнению совместных проектов с заинтересованными учеными различных областей экспериментальной и клинической медицины.