Внедрение в клиническую практику биотехнологий с использованием метода криоконсервирования клеток и тканей

Внедрению в клиническую практику биотехнологий с использованием метода криоконсервирования клеток и тканей предшествовал долгий и трудоемкий процесс научных исследований, начиная с 1971 года и по настоящее время, выполненных сотрудником Института клеточной терапии, к.б.н., старшим научным сотрудником по специальности «Криобиология» Лобынцевой Галиной Степановной.

В результате этих исследований было создано научное направление в медицине под названием «клеточная и тканевая терапия».

На первых этапах исследований были поставлены задачи по фундаментальному исследованию механизмов криоповреждения и криозащиты биологических объектов, возможности управления ими и создание научно-обоснованных режимов криоконсервирования, сохраняющих морфологическую и функциональную полноценность клеток и тканей.

Наиболее удобными объектами для проведения экспериментов были клетки крови и костного мозга. Результаты проведенных работ были оформлены в виде научных отчетов, публикаций и заявок на изобретения. Получен целый ряд авторских свидетельств, которые доказывают приоритет и новизну данных исследований.

Особенно интересными были исследования по криоконсервированию эмбриональных гемопоэтических клеток человека, начатые Г.С.Лобынцевой в 1980 году. Применение метода математического моделирования при проведении экспериментов требовало выполнения особых требований не только к аппаратуре, которая была изготовлена по заказу в Опытном производстве Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР, но и к тестам оценки биологической полноценности клеток после криоконсервирования. Самым точным и достоверным методом оценки жизнеспособности кроветворных клеток-предшественников можно назвать метод культивирования в полутвердой агаровой среде. Этот метод был освоин  Г.С.Лобынцевой в Московском онкологическом институте под руководством к.б.н. С.И.Шерешкова и к.б.н. Л.А.Харламовой, которые работали ранее в ведущей лаборатории по культивированию кроветворных клеток д.б.н. И.Л.Черткова.

Такой подход позволил выявить закономерности взаимодействия факторов криоконсервирования и сформулировать гипотезы об устранении основных механизмов криоповреждения путем манипуляции скоростями снижения температуры на различных отрезках температурной шкалы, концентрациями криопротекторов и температурными остановками, позволяющими изменять характер кристаллообразования в замораживаемом объекте. В результате была разработана и защищена патентом программа криоконсервирования гемопоэтических клеток эмбриональной печени с 5%-ной концентрацией криопротектора диметилсульфоксида. Это исключило процедуру отмывания от ДМСО перед введением клеток реципиенту, которая усложняла весь процесс и приводила к потере клеток.

В 1980 году была создана комплексная научная программа АН СССР и АМН СССР «Фундаментальные науки – медицине», Общесоюзная программа 0.69.14 «Разработать и внедрить в различные отрасли народного хозяйства методы, технические средства и новые технологические процессы холодового воздействия на биологические объекты».

В рамках задания Государственного комитета по науке и технике под руководством Г.С.Лобынцевой (которой являлась ответственным исполнителем) была выполнена научная тематика «Разработать метод (при -196^оС) криоконсервирования гемопоэтических клеток эмбриональной печени человека», завершившаяся 5-летними клиническими испытаниями препарата «Криоконсервированные гемопоэтические клетки эмбриональной печени человека», утверждением методических рекомендаций «Клиническое применение криоконсервированных гемопоэтических клеток эмбриональной печени человека» (Киев, 1991 г.; переутверждены в 1996 году) и «Технологического регламента на получение и криоконсервирование гемопоэтических клеток эмбриональной печени человека для клинического применения» (Киев, 1995 г.)

В 1990 году в Институте проблем криобиологии АН Украины Г.С.Лобынцева защитила при единогласном голосовании членов Ученого Совета докторскую диссертацию «Криоконсервирование гемопоэтических клеток эмбриональной печени», в которой были изложены теоретические, экспериментальные и клинические результаты исследований, выполненных на гемопоэтических эмбриональных клетках человека и животных (кролики, телята, свиньи).

В те годы Украина еще не имела своей Высшей аттестационной комиссии, поэтому диссертация была подана в ВАК СССР, где ее рассматривала комиссия по ветеринарии, в которой не было ни одного специалиста ни по гематологии, ни по криобиологии. Члены комиссии не поняли всей важности данной работы, которая открыла путь целому научному направлению в медицине «клеточной терапии» и вынесли вердикт: тема узкая, неперспективная и предложили забрать диссертацию на доработку. Однако в 1992 году Г.С.Лобынцевой была присуждена Государственная премия Украины в области науки и техники за цикл работ «Создание научных основ и методов криоконсервирования клеточных суспензий и их применение в медицине». Препараты, произведенные по технологии Г.С.Лобынцевой, известны не только в нашей стране, но и за рубежом. В течение 3-х лет (1995 - 1997 гг.) выполнялся договор-контракт между Институтом криобиологии и криомедицины НАНУ и Американской фирмой по поставке экспериментальных образцов эмбриональных кроветворных и нервных клеток.

За время, прошедшее после получения разрешающих клиническое применение документов, препараты кроветворных клеток вводили в самых различных клиниках Украины и России, накоплены и обобщены результаты применения клеток в онкологической, гематологической, урологической, хирургической, геронтологической и другой практике.

В 2004 году Лобынцевой Г.С. и соавторами была издана монография «Стволовые эмбриональные гемопоэтические клетки человека (теория и клиническая практика)», в которой изложен обобщенный опыт авторов по применению криоконсервированных стволовых эмбриональных кроветворных клеток в клинической практике и анализируются возможные механизмы положительного действия клеток при различных патологических состояниях организма.

Весь огромный научный опыт Г.С.Лобынцевой, накопленный в области криобиологических исследованиях, в настоящее время направлен на обеспечение качественной работы Первого в Украине криобанка стволовых клеток пуповинной крови, созданного на базе Института клеточной терапии.

Разработанная технология криоконсервирования мононуклеаров позволяет сохранять всю популяцию клеток практически без потерь, обеспечивая гарантию успешного клинического применения заготовленных и сохраняющихся в жидком азоте стволовых клеток.