Спасибо, что вы с нами!

Клетки надо культивировать!

Интервью с Натальей Михайловой, заведующей Центром клеточных технологий Института цитологии РАН

Корреспондент «Чердака» поговорил с Натальей Михайловой о направлениях деятельности открывшегося всего год назад в Санкт-Петербурге Центра клеточных технологий — о культивировании клеток в промышленных масштабах и перспективах развития регенеративной медицины.
Добавить в закладки
Комментарии
...
Фото: Наталья Михайлова, заведующая Центром клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

[Ch.] Расскажите об основных направлениях работы Центра клеточных технологий.

[НМ]: У нашего центра есть несколько направлений деятельности. Одно из них (и самое главное) — это фундаментальные исследования в области клеточной биологии. На основе фундаментальных знаний создаются клеточные продукты и клеточные технологии, которые будут реализованы в медицинской практике.

Второе — это внедрение разработок и технологий, которые мы создаем в лабораториях, в медицину для лечения заболеваний человека. Еще очень важным направлением является подготовка квалифицированных кадров — мы реализуем его пока только своими силами, обучая студентов в лабораториях, или через стажировки научных сотрудников других организаций. Но ведем с вузами переговоры о создании специализированных образовательных программ, потому что работы по молекулярно-клеточной биологии требуют очень высокой квалификации — и не только теоретической, но и практической направленности. Нельзя пригласить студента и думать, что он сразу начнет работать и получать результаты мирового уровня. У него должна быть базовая подготовка клеточного биолога и умение работать с живыми клетками. Это рутинная работа, но она должна делаться квалифицированно. Вторая часть — работа с медицинскими учреждениями и врачами, чтобы и они понимали, что дают новые технологии, что такое клеточные продукты и как с ними обращаться.

Если говорить о фундаментальных исследованиях, то вся наша работа базируется на культивировании клеток животных и человека. Сейчас в основном мы работаем с клетками человека, поскольку они перспективны и важны для регенеративной медицины в будущем.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

Клетки надо содержать in vitro, культивировать. Эта процедура начинается с того, чтобы в медицинских организациях забрать образец ткани человека и из него получить линии тканеспецифичных клеток. Ведь мы работаем не просто с любыми клетками, а целенаправленно получаем те, которые будем использовать, скажем, для замещения утраченных тканей конкретных органов в дальнейшем. Клетки все очень разные и требуют разных условий содержания. Поэтому фундаментальная задача состоит в том, чтобы создать типовые клеточные тканеспецифичные модели, оценить их биологические характеристики и на их основе создавать клеточные продукты. На этих моделях также можно тестировать лекарства, предполагая, какие молекулярные механизмы могут быть вовлечены в патологические клеточные процессы. Когда мы говорим о болезнях, то мы должны найти те лекарства, которые будут воздействовать на целевые молекулы внутри клетки, менять механизмы или что-то исправлять. В этом случае важно иметь клеточные модели (они должны быть стандартными и храниться в криобанках), они же будут востребованы фармацевтическим компаниями, которые занимаются разработкой лекарств. В этом смысле очень перспективны модели кардиомиоцитов, которые разрабатываются для моделирования сердечно-сосудистых заболеваний.

У нас в работе сейчас находятся клетки кожи — фибробласты и кератиноциты, эндотелиоциты и стволовые клетки различного происхождения. В организме человека, практически в каждом органе, есть свой запас стволовых клеток, которые дифференцируются и работают на то, чтобы восстанавливать эти органы или бороться с теми неприятностями, которые могут возникать у больного. Поэтому перспективно использовать эти тканеспецифичные стволовые клетки, чтобы размножать их в лаборатории, дифференцировать и потом использовать для лечения пациента, когда его организм не справляется. Кроме того, перспективны для фундаментальных исследований индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Это очень молодые клетки с высоким потенциалом дифференцировки в клетки практически любой ткани.

В институте у нас работает с такими клетками лаборатория под руководством член-корр. РАН Алексея Николаевича Томилина. Наш центр также развивает это направление.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

[Ch.] Для лечения каких заболеваний ваши клеточные продукты можно использовать? Несколько основных наименований вы можете перечислить?

[НМ]: Да. Основные наши разработки начинались с того, что мы лечили пациентов с поврежденными кожными покровами. Один из наших клеточных продуктов был зарегистрирован в России и использовался в клиниках в течение пяти лет (это «Эквивалент дермальный»). Было спасено и вылечено более 500 пациентов. Этот же продукт мы использовали для лечения трофических язв, преимущественно у пациентов с «диабетической стопой»: наша страна занимает первое место по ампутации конечностей, а эти хронические болезни фактически не вылечиваются. Наш клеточный продукт показал высокую эффективность. Департамент здравоохранения города Москвы сейчас заинтересован в том, чтобы перенести эту технологию в Москву, мы только что подписали трехстороннее соглашение вместе с Эндокринологическим диспансером ДЗМ.

Вторая тема — это офтальмологические заболевания. Сейчас мы работаем над решением проблемы, как восстанавливать роговицу глаза. Используем разные технологии и разрабатываем методики, связанные с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Совместно с Военно-медицинской академией отрабатываем технологии применения клеточных продуктов на экспериментальных животных.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

Кроме того, мы контактируем с Институтом фтизиопульмонологии, поскольку у них стоят задачи восстановления тканей органов у туберкулезных больных. Это очень важная проблема для большой популяции людей, больных туберкулезом. Мы уже отработали технологию восстановления тканей мочевого пузыря в экспериментах на моделях-животных, результаты опубликованы в престижных зарубежных журналах. Сейчас проводим работы по восстановлению уретры, они еще более важны, поскольку пока нет эффективных методов лечения.

Также есть проблемы остеозамещения. Мы работаем с восстановлением костной ткани и с тестированием различных материалов (матриц-носителей) и имплантов. Это означает, что надо проверить материал импланта на биосовместимость с теми клетками, которые мы на него сажаем, чтобы затем трансплантировать его и оценить эффективность применения. И здесь очень важны материалы, биодеградация имплантов, степень совмещения с клетками и т.д. Все это требует междисциплинарного подхода: мы должны много знать о клетках, материалах, безопасности применения. В центре у нас работает группа, занимающаяся созданием матриц (или, иначе, скаффолдов), которые мы делаем для тканеинженерных продуктов. Это очень важно при создании технологий тканезамещения.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

[Ch.] Скаффолд — это основа, на которую наносят клеточные продукты?

[НМ]: Да, скаффолд — это матрица, на которую наносятся клетки. Клетки недостаточно просто «закапать» в организм — их надо нанести на матрицу-носитель, а потом перенести в организм в точку приложения. Скаффолд должен обладать определенными параметрами: быть пригодным для определенного типа клеток, эластичностью, жесткостью. Для этого применяются специальные методы измерения характеристик подобных скаффолдов. Хороший скаффолд позволяет клеткам нормально функционировать.

Сейчас, например, мы работаем совместно с Люксембургским центром биомедицины, который заказал нам разработать скаффолды определенных параметров для нейронов. Мы успешно работаем и в этом направлении, проводим поиск оптимальных вариантов.

Клетки недостаточно просто «закапать» в организм — их надо нанести на матрицу-носитель, а потом перенести в организм в точку приложения.

[Ch.] А какие из препаратов уже внедрены в клинику?

[НМ]: Один из препаратов, о котором я коротко сказала, у нас внедрен в клинику — это «Эквивалент дермальный». Он известен и прессе, поскольку был разрешен к применению Минздравом Российской Федерации, потом был период, когда разрешение закончилось, но еще не было правил и регламентирующих установок для его перерегистрации (у него был ограниченный, пятилетний, срок регистрации).

Сейчас новый закон о биомедицинских клеточных продуктах предписывает нам заново провести доклинические и клинические исследования. Очень длинный путь. После этого, получив тот же продукт уже в условиях GMP, чего требует ФЗ-180, можно будет передать в «клинику». Сейчас мы можем использовать этот продукт в очень ограниченных случаях, когда речь идет о жизнесбережении пациентов. Тогда этические комитеты медицинских учреждений могут принимать такие решения. Но для широкой практики пока не можем. Нам понадобится найти финансирование на прохождение всего пути регистрации продукта сначала. Это займет как минимум пару лет, в этот период мы не сможем лечить пациентов, хотя запросы от медиков к нам поступают все чаще, да и средства найти не просто.

Вы можете чуть подробнее рассказать о препарате? Как он действует? Как его получают? Каких больных он может спасать?

[НМ]: Дермальный эквивалент — это аналог кожного слоя, дермы. В нем присутствуют фибробласты человека, а в качестве скаффолда используется коллаген 1-го типа. Это один из базовых белков дермы, ответственный за прочность кожи. В коже человека фибробласты не могут нормально жить без коллагена. Посадив фибробласты на коллаген в соответствующих условиях, мы получаем скаффолд с внедренными клетками. Этот дермальный эквивалент пересаживается на поврежденные участки кожи ожоговых больных или людей с трофическими язвами. Белок скаффолда создает условия для того, чтобы клетки продукта жили и нормально функционировали, синтезировали в рану и другие белковые компоненты, которые стимулируют собственные клетки пациента, чтобы они тоже начинали работать. На ожоговой ране для клеток нет условий к тому, чтобы они чувствовали себя там жизнеспособными, а клеточный продукт стимулирует и ускоряет процессы заживления. Для спасения ожоговых больных скорость заживления ран — критичный показатель.

Мы работаем с ожоговым центром НИИ скорой помощи Джанелидзе в Санкт-Петербурге, Госпиталем ветеранов войн, в котором провели очень серьезные исследования по лечению трофических язв. Показана очень высокая эффективность препарата. Такой жизнесберегающий продукт очень необходим стране. Мы надеемся, что Министерство здравоохранения и Росздравнадзор помогут нам зарегистрировать этот продукт в более «облегченном» варианте и пройти все процедуры.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

[Ch.] А сам процесс производства какой? Условно говоря, у вас же есть технология, но нет промышленной возможности для промышленного производства?

[НМ]: У нас есть технология, а теперь у нас есть и промышленная возможность, поскольку в центре организовано опытное производство по стандарту GMP. По условиям нового 180-ФЗ, в медицинские учреждения можно передавать только те продукты, которые получены в условиях GMP, в чистых помещениях.

Центр оснащен автоматизированной системой культивирования клеток. Нам теперь не надо нарабатывать огромные объемы дермальных фибробластов для приготовления продукта вручную. Мы всегда это делали вручную и в очень больших объемах, если была такая необходимость, например для пациентов с обширными ожогами. Теперь мы можем получать клетки в автоматическом режиме, замораживать и хранить их в ампулах — создавать резерв клеточного продукта на случай больших пожаров и техногенных катастроф, которые, к сожалению, происходят в нашей стране.

[Ch.] Как вы осуществляете взаимодействие с медвузами? Берете аспирантов?

[НМ]: Центр, как новая инфраструктура, организован Институтом только в 2017 году, в «штатном» размере он не такой уж большой, но имеет потребности в расширении, поскольку задач много и они трудоемкие. Мы заинтересованы в привлечении и подготовке специалистов. В данный момент у нас работает 12 студентов из пяти вузов Санкт-Петербурга. В этом тоже отражается наша специфика, потому что у нас есть студенты из Санкт-Петербургского университета (с биологического факультета), из Политехнического университета (там есть факультет медицинской физики). У нас есть ординатор из Первого медицинского университета им. Павлова и студенты из Химфармакадемии Петербурга. Они интересуются белками, клеточными моделями, скаффолдами. Востребованность большая. Вузы хотят взаимодействовать с нами по программам подготовки студентов именно для реализации таких направлений.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

И вот когда нам удастся создать цепочку: вуз — подготовка студентов — научная организация и подготовка медицинских работников, — вот тогда мы можем считать, что вышли на новый уровень разработки и применения клеточных технологий в стране. Если сравнивать, например, западные страны и Россию, то Россия очень отстает по внедрению клеточных технологий. Не потому, что здесь научная мысль работает хуже. Мысли работают одинаково. Но в западных странах уже давно создана система и созданы регламенты, давно работают автоматизированные системы культивирования клеток. Они делают клеточные стандартные продукты и тестируют на них все косметические средства, чтобы оценить их безопасность и эффективность. У них не может косметическое средство выйти на рынок, если оно не прошло аттестацию на клетках кожи, например. А мы долгое время жили так, когда было непонятно, как надо делать, как можно выйти в медицину и принести в нее наши разработки. А все потому, что ученые занимались не свойственными им функциями — ученые должны делать научные разработки, а специалисты по внедрению должны их внедрять. Должно быть разделение функций. Это тоже тормозило внедрение технологий в нашей стране. Сейчас ситуация меняется к лучшему.

[Ch.] Вы не могли бы обозначить какие-то тренды в регенеративной медицине в целом? Как эта отрасль развивается в России? Чего ждать?

[НМ]: Да, регенеративная медицина бурно развивается. Символично, что сейчас у нас в стране организован и проходит конгресс по регенеративной медицине. Благодаря этому мы начали лучше понимать, что происходит у нас в стране. Да, конечно, мы читаем статьи, следим за публикациями. Но целостной картины не было. Теперь мы видим, что очень много организаций этим занимается. Одно направление — анализ так называемого «секретома» клеток: молекул, белков, всего того, что выделяет клетка, — является предметом пристального изучения. Второе — это создание клеточных продуктов. Они создаются многими организациями и направлены практически на лечение всех болезней и органов, ткани которых требуют какой-то коррекции. Большая проблема с легкими и ожогами гортани — это проблемы, которые до сих пор не решены. Мне самой интересны клеточные проблемы, связанные с патологиями, такими как системная склеродермия, например. Это заболевание, которое связано с нарушениями работы клеток кожи (близкая к нам тематика). Ученые еще не нашли механизмов, объясняющих, как их можно лечить. Много работают с нервными клетками. В стране утверждена специальная программа Neuronet, которая работает с болезнью Альцгеймера, Паркинсона. Исследования проводятся на стволовых клетках и клеточных моделях, полученных от больных и здоровых пациентов.

Хочу отметить, что над чем надо серьезно работать — это над безопасностью применения клеток. Мы в центре тоже занимаемся проблемой безопасности, потому что пересаживание продуктов с клетками, которые были in vitro, несет определенные риски. Перед тем как выходить в клинику, надо понимать, безопасно ли это, какие здесь могут быть осложнения, какие методы борьбы с ними. Это должны понимать и разработчики, и медицинские работники.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

[Ch.] У вас много крупных заказов от медицинского бизнеса?

[НМ]: У нас есть много заказов от медицинских учреждений, но даже есть и такие практические, как протестировать качество перевязочного материала или глазных капель, — для медиков это сопряженные с лечением проблемы. А также есть заказы от известных фармкомпаний на тестирование лекарств на определенных клеточных моделях. Это одно из важных направлений деятельности центра. Мы проводим большую и кропотливую работу для проведения тестирований по стандарту GLP (да, такое вот требование времени). Необходима строгая отчетность, соблюдение стандартных методов исследования, использование соответствующего оборудования и материалов, а главное — соблюдать все эти правила.

Ведь ученые — люди творческие, а при выполнении стандартов творчество вообще-то противопоказано: нужно точно следовать протоколам. То есть надо готовить специалистов с «новым» стилем мышления, менталитета, если хотите. Нам приходится прививать и такой стиль работы.

Заказы от бизнеса, с одной стороны, стимулируют нас делать новые клеточные модели для тестирований, глубже вникать в механизмы функционирования патологических клеток. С другой стороны, мы получаем финансирование на проведение этих исследований (в частности, от Российского научного фонда. — прим.ред.), что позволяет как повышать уровень научных исследований, так и развивать подходы для лечения заболеваний. Мы стараемся держать высокий стандарт качества проводимых исследований для реализации таких проектов и открыты для сотрудничества с заинтересованными компаниями.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Станислав Любаускас / Chrdk.

Редакция благодарит за помощь в создании материала Российский научный фонд.

Добавить в закладки
Комментарии
...
Вам понравилась публикация?
Расскажите что вы думаете и мы подберем подходящие материалы