Биотехнологии в клинической медицине

Биотехнологии в клинической медицине

Развитие современной науки во многом связывается с интенсивными исследованиями в области биотехнологий, направленных на восстановление или замещение утраченных функциональных и структурных возможностей организма. Под биотехнологиями понимается комплекс манипуляций с клетками и тканями, выполняемых вне организма, с целью увеличения их числа или изменения их свойств. Таким образом, биотехнологии дают принципиально новые возможности в лечении различных заболеваний. К использованию биотехнологий в медицине можно отнести выращивание тканей на основе стволовых и дифференцированных клеток, применение биомодифицированных индивидуальных протезов и имплантатов культур клеток и тканей для замещения тканевых дефектов или стимуляции собственных функций. Учитывая, что для применения таких технологий необходимы специальные условия и специализированное оборудование в соответствии со стандартами GMP, они пока не используются достаточно широко, однако ведущие медицинские центры во многих странах мира развивают данное направление.

Доказательством высокого интереса к теме применения биотехнологий послужило проведение I Международной научно­практической конференции «Биотехнологии в клинической медицине» в г. Донецке 19–20 сентября. В конференции приняли участие украинские представители биологической и медицинской науки, работающие в области биотехнологии и регенеративной медицины, ученые из России и стран Евросоюза, в частности из Германии и Швеции. Организаторами конференции выступили Национальная академия медицинских наук Украины, Министерство здравоохранения Украины, ГУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины», Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького.

Конференцию открыл директор Института неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака НАМН Украины академик В.К. Гринь, который представил основные направления научной работы института, связанные с применением биотехнологий, за прошедшие 10 лет. Внедрение биотехнологий в клиническую практику на базе ИНВХ началось в 2002 году, когда по инициативе первого директора института чл.­корр. АМН Украины, академика В.К. Гусака была создана лаборатория клеточного и тканевого культивирования, отвечающая всем правилам GMP. Поскольку приоритетным направлением работы ИНВХ было и остается оказание специализированной помощи пострадавшим с термическими поражениями, начальный этап работы лаборатории был связан преимущественно с разработкой методов культивирования клеток кожи, предназначенных для закрытия обширных тканевых дефектов у больных с тяжелыми ожогами. В 2006 году на базе лаборатории создан международный центр биотехнологий «Биостем», в состав которого наряду с лабораторией клеточного и тканевого культивирования вошли лаборатория трансплантации гемопоэтических клеток костного мозга, лаборатория фундаментальных исследований и клинические подразделения ИНВХ. В 2007 году в составе центра начал функционировать банк стволовых и специализированных клеточных культур различного уровня дифференцировки и пуповинной крови, рассчитанный на длительное хранение образцов. Следует отметить, что в настоящее время в Украине ни один из методов клеточной терапии не является стандартом лечения, то есть лечение любого заболевания с использованием живых биотехнологических продуктов может проводиться только в рамках клинической апробации. Исходя из этого, лаборатория «Биостем» тесно сотрудничает с МЗ Украины и Координационным центром трансплантации органов и тканей МЗ Украны и в настоящее время располагает полным пакетом документов, позволяющих проводить лечебную деятельность по широкому спектру заболеваний. «Биостем» имеет наибольший в Восточной Европе опыт практического применения биотехнологий в области лечения ряда острых, хронических заболеваний и травм методами клеточной трансплантации для оптимизации иммунного ответа и в эстетической медицине. За 10 лет на базе ИНВХ лечение с использованием биотехнологических методик получили более 5 тыс. пациентов. По данной теме защищено 9 диссертационных работ и получено около 30 патентов. Доказано, что при закрытии ожоговых ран аллогенными фибробластами в комбинации с коллагеновым матриксом происходит значительное ускорение эпителизации при поверхностных ожогах. При глубоких поражениях применение фибробластов благотворно влияет на течение раневого процесса за счет ускорения очищения ран и увеличения скорости созревания грануляционной ткани. Кроме того, создание временного биологического барьера облегчает течение ожогового шока, уменьшая электролитные и белковые потери. Раннее хирургическое лечение и клеточная трансплантация позволили добиться 60% выживаемости при критических ожогах, прервать развитие или уменьшить тяжесть ожоговой болезни у 44,8 % пострадавших, в 2 раза снизить число ­осложнений и в 1,5 раза сократить сроки лечения. Таким образом, в настоящее время поступающий на лечение в ИНВХ пациент даже с площадью ожогового поражения более 90 % не является обреченным. Ускорение созревания грануляционной ткани под воздействием линии фибробластов позволило разработать методики лечения трубчатых свищей желудочно­кишечного тракта. В 2006–2008 годах на базе ИНВХ проведено первое в Украине экспериментальное исследование возможности применения различных методов клеточной кардиомиопластики в модели острого инфаркта миокарда (ИМ). Проведенные экспериментальные исследования стали основой для клинического изучения возможностей клеточной терапии рефрактерной стенокардии. Впервые в Украине было проведено сравнительное клиническое изучение эффективности аутологичных мезенхимальных стволовых клеток эндомиокардиальным и внутривенным путем. Было доказано, что это является малоэффективным для лечения стенокардии, но данный вид терапии, особенно при интрамиокардиальном введении, эффективен для уменьшения ишемической кардиомиопатии, что выражается в достоверном увеличении фракции выброса левого желудочка и снижении конечно­диастолического объема. Эффект однократного внутрисердечного введения стволовых клеток удерживается на протяжении 3–6 месяцев, а внутривенного — 2–4 месяца. В настоящее время проводится работа по созданию био­модифицированных биологических клапанных и сосудистых протезов для нужд кардио­ и ангиохирургии. Полученные данные позволяют рассчитывать не только на решение клинических задач, но и на разработку отечественных биологических протезов.

На основании данных по изучению индуктивных свойств клеточных носителей и разработанной технологии биологической остеогенной индукции мезенхимальных стволовых клеток запатентована технология создания трехмерного остеопрогениторного трансплантата. Данный трансплантат, полученный in vitro, может рассматриваться как костный аутотрансплантат, но от обычного костного аутотрансплантата он отличается значительно большим содержанием остеогенных клеток­предшественников. Трансплантация аутологичных мезенхимальных стволовых клеток при нарушениях репаративного остеогенеза и дефектах костной ткани имеет высокую клиническую эффективность (97,3 %) и позволяет восстановить в костной ране нарушенные репаративные процессы и сформировать в области дефекта новую костную ткань.

Совместно с Институтом глазных болезней им. В.П. Филатова НАМН Украины проводятся работы по разработке биотехнологических методов в лечении патологии роговицы, например по использованию стволовых клеток лимба для регенерации роговицы.

Накоплен опыт лечения спинальной нейротравмы с применением аутологичных мезенхимальных стволовых клеток и мезенхимальных стволовых клеток с индукцией в нейрогенез, свидетельствующий о положительном влиянии на скорость мышечной реабилитации, скорость восстановления функции тазовых органов, уменьшении спастического компонента даже в случаях старых спинальных травм с полным анатомическим повреждением спинного мозга.

На завершающем этапе находятся экспериментальные работы по использованию различных клеточных линий при острой ишемии головного мозга, доказана возможность проникновения стволовых клеток через гематоэнцефалический барьер и положительное влияние этого вида лечения на восстановление высших нервных функций у лабораторных животных.

Таким образом, применение биотехнологий позволяет шагнуть далеко вперед в лечении целого ряда заболеваний, что в последние 10 лет успешно осуществляется на базе ИНВХ. Безусловно, предстоит еще многое изучить, однако проведенная работа — яркое свидетельство перспективности выбранного направления.

Профессор Torsten Tonn (г. Дрезден, Германия) в пленарный день конференции выступил сразу с двумя докладами. Первый доклад был посвящен проблемам законодательного регулирования Евросоюза касательно сбора, хранения и трансплантации пуповинной крови (EU regulation on cell based medicines and the implications on cord blood procurement and transplantation). Значительное внимание было уделено возрастающей роли применения мобилизованных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), получаемых из периферической крови. Представлены статистические данные по применению ГСК из обоих источников при различных клинических показаниях. Большой интерес вызвала интегрированная информационная система (база данных) доноров, объединяющая в единую сеть банки ГСК как по всей Германии, так и ЕС и других высокоразвитых стран мира, позволяющая осуществлять поиск и обмен совместимыми образцами заготовленных ГСК.

Второй доклад профессора T. Tonn был посвящен перспективам применения терапии стволовыми клетками при сердечно­сосудистых заболеваниях (Stem cell therapy of cardiovascular diseases — current state and future trends). В основе доклада лежат результаты проведенного в Германии клинического испытания лечения острого инфаркта мио­карда с применением ГСК (REPAIR­AMI). Было показано, что ГСК стабильно улучшали показатели функции сердца (в основном за счет механизмов реваскуляризации), которые сохранялись и течение 5 лет после терапии. Особое впечатление произвело применение детской кардиохирургии с клеточной терапией (ГСК): 4­месячный младенец с дилатационной кардиомиопатией, фракция выброса левого желудочка до операции составляла всего 10 %, через 6 дней после операции она составляла 25 %, через 14 дней — 44 %, через 20 дней — 57 %, а еще через день ребенок был выписан из больницы.

Большой интерес слушателей вызвал доклад «Регенерация воздухоносных путей», представленный профессором Paolo Macchiarini (г. Стокгольм, Швеция). В нем ученый доложил о передовых достижениях науки в области тканеинженерной реконструкции воздухоносных путей, а также поделился собственным опытом применения этих достижений в рамках клинических испытаний, проводимых в ближнем и дальнем зарубежье (в том числе в России). Речь в основном шла о возможности применения донорских и искусственных матриц трахеи с нанесенными на нее собственными клетками пациента (эпителий трахеи и клетки хрящевой ткани) с помощью специально сконструированного биореактора. Доклад вызвал живой интерес у всех участников конференции, о чем свидетельствует большое число вопросов к докладчику и активное обсуждение в перерыве. Хотелось бы отметить, что профессор P. Macchiarini широко известен как за рубежом, так и в Украине и России, и считается одним из ведущих мировых специалистов в своей области.

Не менее интересным был доклад профессора Augustinus Bader (Лейпцигский университет, Германия). Доклад был посвящен направлению регенеративной медицины, в основе которого лежит стратегия модулирования микроокружения. Профессор продемонстрировал эту стратегию целым рядом экспериментальных работ на животных моделях при различных заболеваниях — от хронических язв и ожоговых ран до повреждения спинного мозга. «Все мы знаем, что маленькая рана заживает бесследно, а большая всегда заживает с образованием рубца. Модулируя микроокружение, мы можем заставить большую рану вести себя как маленькая рана», — так ученый объяснил концепцию данного направления на примере заживления ран.

Академик В.А. Кордюм (г. Киев, Украина) выступил с докладом «Цито­кины II поколения». Он подробно описал интегративно­сигнальную сис­тему организма человека, представил ее необыкновенную сложность. Особое внимание было уделено цитокинам как «молекулам­диспетчерам», которые «объединяют все множество разно­­об­разных клеток человека в структурно­функциональный единый ансамбль — организм и обеспечивают его существование как организма». В качестве примера обсуждались механизмы действия цитокинов II поколения bFGF, IL­10, IL­7, SDF­1.

В своем докладе «Клеточно­тканевые трансплантаты: нормативно­правовые аспекты, перспективы и направления использования в клинической практике» д.м.н. Р.В. Салютин (г. Киев, Украина) коснулся регуляторно­правовых вопросов клинического применения клеточно­тканевой терапии, в частности регуляторных документов и механизмов, которые существуют на данный момент в США и ЕС, а также в Украине и России.

Первый день конференции завершался докладом к.м.н. Р.В. Деева (г. Санкт Петербург, Россия) «Генная индукция ангиогенеза в программе лечения пациентов с атеросклерозом сосудов нижних конечностей». В докладе была обоснована эффективность и безопасность применения генной ангиогенной терапии, а также представлены положительные результаты клинического исследования российского препарата неоваскулгена на основе VEGF­плазмиды.

Второй день конференции был посвящен секционным заседаниям. Работа велась по 4 секциям. Подробно рассматривались вопросы применения клеточных технологий в лечении сердечно­сосудистых заболеваний, теоретические и экспериментальные вопросы клеточных технологий, современные вопросы клинического применения кордовой крови и плаценты, экспериментальные работы в различных областях регенеративной медицины и др.

Таким образом, регенеративная медицина занимает достойное место в лечении широкого круга заболеваний. Такие мероприятия необходимы для прогресса науки. Особенности технологического производства и клинического применения клеточно­тканевых трансплантатов требуют новой нормативно­правовой базы, которая будет учитывать всю специфику нового направления медицинской науки. Это направление открывает перспективу для разработки принципиально новых мето­дов лечения и требует интеграции, ­усилий институтов НАМН Украины и тесной кооперации с зарубежными парт­нерами.

Подготовила Наталия Куприненко


Источник: “http://www.mif-ua.com/archive/article/34118”

ТОП новости

Вход

Меню пользователя