Здоровье с приставкой крио

— Сейчас в это сложно поверить, но наш институт, единственный в своем роде не только в Украине, но и в мире, был создан практически с нуля двумя выдающимися учеными и замечательными людьми — директором физико-технического института низких температур Борисом Веркиным и руководителем Харьковского института усовершенствования врачей Николаем Пушкарем, — рассказывает Анатолий Гольцев. Коллег-ученых активно поддержал президент Академии наук УССР Борис Патон. Как результат, в 1972 году в Харькове начал работать Институт криогенной биологии и криомедицины (его называли вначале так). В течение 11 лет институтом руководил член-корреспондент Николай Пушкарь. В это время были заложены основные направления развития института, сформирована научная школа криобиологии и криомедицины. Коллектив института состоял из 47 энтузиастов, в составе которых работало 7 докторов наук. Ими были разработаны основные направления работы института, которые продолжают оставаться актуальными и сейчас. В общем, это – изучение механизмов криоповреждения и криозащиты биологических объектов, разработка технологий их криоконсервирования, создание криопротекторов, которые предохраняют биологический объект от разрушения при криоконсервировании, применение холода в качестве лечебного фактора, клеточная и тканевая терапия. Сегодня штат института насчитывает 330 человек, которые работают в 15 разнопрофильных научных отделах. Медики, физики, биологи, биофизики, химики занимаются изучением воздействия низких температур на живые организмы и ткани. Сейчас очень востребованы методы криоконсервирования органов и тканей других видов биологических объектов, и здесь важно досконально изучить, и знать механизмы воздействия холода на эти органы и ткани, чтобы защитить их от крио-воздействия. Мы разработали алгоритм реализации этого процесса. Идея, теоретическое обоснование, математическое моделирование, экспериментальное подтверждение и внедрение в практику. Принцип исследования дает нам возможность не только узнать, как будет влиять холод на живой объект на каждом из этих этапов, но и спрогнозировать его лечебный эффект.

В 1983 году наш институт возглавил ученый с мировым именем, профессор Валентин Грищенко. В криобиологии и криомедицине он был абсолютно не случайным человеком. Будучи по специальности акушером-гинекологом и возглавляя одноименную кафедру ХМИ, он часто до этого использовал холодовое воздействие и криоконсервирование в своей акушерско-гинекологической практике. Интенсивно развивая такое новое направление в медицине, как вспомогательные репродуктивные технологии, он использовал ультранизкие температуры замораживания для репродуктивных клеток человека — спермы и яйцеклеток. С приходом Валентина Иванович в институте начало развиваться абсолютно новое направление, которое для нашего института и сейчас остается стержневым. Речь идет о разработке технологий криоконсервирования тканей фетоплацентарного комплекса. Это фактически было фундаментом уникального направления — криобиологии стволовой клетки, которое в дальнейшем переросло в интенсивно развивающееся и востребованное в клинической практике в настоящее время направление с названием «клеточная и тканевая терапия».

15 лет назад по инициативе Валентина Ивановича Грищенко при институте был создан Межведомственный научный центр криобиологии и криомедицины НАН, АМН и МОЗ Украины. Его основной задачей стало внедрение фундаментальных и экспериментальных научных разработок криобиологов и криомедиков ИПКиК НАН Украины в клиническую практику. Хорошим примером такого сотрудничества стало внедрение в медицинскую практику именно препаратов клеточной и тканевой терапии.

— Как бы нам этого ни хотелось, но организм, к сожалению, с возрастом стареет и начинает болеть, отсюда и желание любым способом сохранить молодость. Одним из вариантов минимизации этого на сегодняшний день может стать использование стволовых клеток или содержащих их тканей, — отмечает Анатолий Николаевич. — При этом мы должны четко понимать, что холодовое воздействие в виде криоконсервирования — это агрессивный фактор, который может изменять состояние биообъектов, в том числе входящих в состав препаратов клеточной и тканевой терапии. Поэтому мы проводим аттестацию биологического объекта, в том числе и на молекулярно-генетическом уровне на возможность его состоятельности и применения после криоконсервирования, чтобы предотвратить его негативное воздействие на организм. Что касается стволовой клетки, то сегодня вся мировая наука работает над тем, чтобы ее потенциал успешно реализовывался не только в организме, но и вне его, т.  е. в инвитровской системе. Достижения в этой области есть и у нас. К примеру, перестала поджелудочная железа вырабатывать инсулин, под действием определенных индукторов выращиваем в инвитровской системе из стволовых клеток продуцирующие инсулин клетки и вводим эти клетки в организм. Такие вопросы у нас решаются, например, в отделе криобиохимии. Но здесь, опять-таки, важно соблюдать, так сказать, правила использования стволовых клеток и не допустить злокачественного их перерождения. Немаловажный вопрос взаимодействия клеток фетоплацентарного комплекса, или выращенных стволовых клеток, как нативных, так и криоконсервированных с иммунной системой организма человека. Этой проблемой в нашем институте занимается отдел криопатофизиологии и иммунологии. Отдел экспериментальной криомедицины работает над созданием и использованием в биоинженерных технологиях скаффолдов, каркасов, выполняющих опорную функцию для роста тех же стволовых клеток и конструирования, например, искусственных мелких сосудов. Этот метод можно использовать для протезирования сосудов малого диаметра в ходе лечения окклюзионных и травматических повреждений, создания низкотемпературных банков такого материала. Из последних наших работ хотелось бы выделить криоультраэкстрагирование из материала биологической природы тех начал, которые обладают потенциалом стимулировать иммунную систему. Например, в эксперименте уже доказано, что липидные компоненты, экстрагированные из плаценты свиньи таким образом, обладают иммуномодулирующим эффектом и лечат ревматоидный артрит.

Холодом можно победить и такое грозное заболевание, как рак. Методы криоабляции при лечении рака молочной железы и аденомы простаты сегодня широко применяются в медицинской практике, хотя и здесь остаются вопросы. Насколько радикально холод разрушает раковую клетку? Что происходит с раковыми стволовыми клетками впоследствии? В наших исследованиях мы пытаемся ответить на эти вопросы. Наши исследования, в частности, доказали, что использовать криодеструкцию опухоли целесообразнее на начальной стадии развития рака, так как со временем клетки становятся более криоустойчивыми, и воздействие холодом даже способно стимулировать их рост», — отмечает А. Гольцев.

У Харьковского института проблем криобиологии и криомедицины много достижений, и ему есть чем гордиться. На основании теоретических и фундаментальных разработок учеными института были созданы технологии криоконсервирования биологических объектов различных уровней организации. В институте создан криобанк биологических объектов, который получил статус национального достояния. Для создания технических средств замораживания биоматериала при ультранизких температурах в институте было создано специальное конструкторское бюро с опытным производством, которое разрабатывает и создает эти приборы. Сегодня изобретения харьковчан используются в России и других странах.

— Совместно с Национальным университетом биоресурсов и природопользования Украины нами была разработана комплексная программа по использованию достижений криобиологии в сельском хозяйстве, — рассказывает Анатолий Николаевич. — В частности, на основе результатов экспериментальных исследований мы обосновали возможность применения криопротекторов для предпосевной обработки семян для предупреждения вымерзания урожая и уничтожения его различными вредителями. Кстати, синтезируемые нами криопротекторы теперь известны во всем мире и применяются в различных научных учреждениях. В институте также была разработана технология криоконсервирования и создан криобанк репродуктивного материала редких и исчезающих видов рыб. Эта технология используется сейчас в Венгрии, Чехии, Болгарии, Франции и других странах.

Отдельной строкой в первоочередных планах руководства института стоит сегодня совершенствование и оптимизация работы созданного первым в Украине банка кордовой крови, создание экспериментального низкотемпературного банка донорской крови. Как объясняют ведущие украинские гематологи, такой банк жизненно необходим нашей стране. Подобные стратегические объекты существуют во всех цивилизованных странах на случай ЧП, стихийных бедствий и т.  д. Учеными института под руководством академика Грищенко были разработаны и выполнены макетные образцы экспериментального низкотемпературного банка донорской крови, подготовлены методрекомендации его эксплуатации. Их уже представили в Минздраве Украины, теперь остается решить вопрос финансирования этого проекта.

— Безусловно, весь коллектив института из патриотических чувств к родному городу хотел бы, чтобы первый экспериментальный украинский криобанк донорской крови появился именно у нас, тем более на базе специального технического конструкторского бюро института производится все необходимое оборудование для замораживания и хранения крови, — отмечает директор института Анатолий Гольцев. — И нам очень приятно, что в таком важном вопросе нас очень активно поддерживает и городская, и областная власть.

Сложности с финансированием науки в нашей стране были всегда, а поскольку наукой нельзя заниматься без затратных фундаментальных исследований, харьковские криобиологи стараются зарабатывать самостоятельно. «У нас издавна сложились и не прерываются плодотворные контакты с коллегами из многих стран — США, России, Китая, Великобритании, Германии, Индии, Японии, Бельгии, Голландии, Израиля, Чехии, Словакии, Болгарии, — перечисляет Анатолий Николаевич. — Можно сказать, что институт включен в орбиту активного международного сотрудничества. Зарубежных коллег очень интересуют наши разработки. И понятно почему, ведь мы лидируем в комплексных исследованиях механизмов криоповреждений, репарации и криозащиты биообъектов на разных уровнях, в том числе на молекулярном и клеточном, а также находим точки их приложения в практике. И в целом проблемы, решением которых мы занимаемся, актуальны для всех стран. Сам за себя говорит и тот факт, что при нашем институте создана и результативно работает международная кафедра криобиологии под эгидой ЮНЕСКО. При этом бюджетное финансирование фундаментальных исследований вопрос для нас, как и для большинства наших коллег, непростой. Бюджетных средств едва хватает на зарплату сотрудникам. На остальное стараемся зарабатывать сами, что крайне необходимо в современной жизни».

---