Медицинский научно-образовательный институт МГУ имени М.В.Ломоносова Университетская клиника

 

Научный руководитель: В.А. Ткачук
Подразделения: лаборатория регенеративной медицины МНОЦ МГУ, кафедра биохимии и молекулярной медицины ФФМ МГУ
Описание проекта

  При многих заболеваниях в значительном проценте случаев происходит необратимая утрата части тканей или органов, и задача их восстановления не может быть решена традиционными методами современной медицины. В связи с этим в настоящее время активно разрабатываются подходы регенеративной медицины, направленные как на создание замещающих поврежденные ткани конструкций exvivo, так и на стимуляцию эндогенных процессов репарации и регенерации. В организме человека физиологическое обновление и регенерация тканей происходят в течение всей жизни благодаря стволовым и прогениторным клеткам. К ним относятся мультипотентные мезенхимные стромальные клетки (МСК), которые могут быть легко выделены в достаточном количестве из жировой ткани. Значительное число данных свидетельствует, что МСК жировой ткани человека, культивируемые в стерильных условиях, секретируют в культуральную среду многочисленные факторы роста и цитокины, которые играют первостепенную роль в процессах регенерации и репарации тканей.
  Целью проекта является создание технологии производства материала на основе стандартизированного препарата среды культивирования стволовых клеток, содержащей продукты их секреции, комбинированного с коллагеном в качестве матрицы, который может быть использован для замещения поврежденных тканей и стимуляции регенеративных процессов. В рамках данного проекта разрабатываемый материал планируется апробировать на экспериментальных моделях для лечения повреждений кожи, стенки мочевого пузыря и восстановления фертильности.

  В ходе выполнения первого этапа проекта выполнялись следующие работы:
аналитический обзор информационных источников; проведение патентных исследований; формирование критериев включения и исключения доноров клеточного материала; разработка паспортов на образцы клеточного материала, содержащих сведения о доноре и клеточном материале; сбор биологического материала для выделения МСК человека; разработка стандартных операционных процедур (СОП) выделения, наращивания, иммунофенотипирования и контроля контаминации МСК жировой ткани человека для получения кондиционированной среды; выделение, наращивание, иммунофенотипическая и контаминационная характеристика МСК жировой ткани человека; формирование охарактеризованной коллекции МСК жировой ткани человека для получения кондиционированной среды; отработка и стандартизация процедуры производства субстанции, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани человека; разработка СОП лабораторного производства субстанции, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани человека.
При этом были получены следующие результаты:
  Был проведен аналитический обзор информационных источников и определены основные направления работы. Проведены патентные исследования. Показана актуальность разработки новых материалов для регенеративной медицины, приближенных по своим свойствам к тканям организма человека, к которым относится разрабатываемый в рамках проекта материал на основе секретируемых компонентов стволовых клеток и коллагеновой матрицы. В соответствии с данными последних научных исследований и собственных результатов сформулированы критерии включения/исключения доноров биологического материала для выделения МСК жировой ткани. Проводится сбор биологических образцов, выделение из них клеток, их наращивание, иммунофенотипирование и контроль контаминации, согласно разработанной в рамках проекта СОП. Из выделенных клеток сформирована охарактеризованная коллекция МСК жировой ткани человека для получения кондиционированной среды, содержащей продукты секреции клеток. На данном этапе с учетом международных рекомендаций разработан паспорт клеточного образца. Проведен анализ рынка на предмет поиска оптимальной среды для кондиционирования клеток, как способствующей поддержанию жизнедеятельности МСК жировой ткани и продукции ими биоактивных факторов, стимулирующих регенеративные процессы, так и перспективной с точки зрения коммерциализации разработки. Выбраны две среды, поддерживающих рост недифференцированных МСК, и отработана процедура получения субстанции, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани, с использованием этих сред. Результаты интеллектуальной деятельности (РИД), способные к правовой охране, на отчетном этапе не получены. По результатам, полученным на первом этапе проекта, была подготовлена и принята в печать в журнал "Урология" статья "Коллагеновые матрицы в реконструктивной урологии".
Полученные данные были доложены на ряде научных конференций:
1. IV Съезд физиологов СНГ (Сочи-Дагомыс, 8-12 октября 2014 г., http://www.physiology-cis.org), устный доклад "Влияние факторов риска на стволовые и прогениторные клетки и процессы репарации и регенерации в организме";
2. III Межрегиональная научно-практическая конференция "Клеточные технологии - практическому здравоохранению 2014" (Екатеринбург, 16 октября 2014 г.) устный доклад "Аутологичная клеточная терапия: влияние факторов риска на стволовые и прогениторные клетки";
3. IV Международная научно-практическая конференция "Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине" (Казань, 29 октября - 1 ноября 2014 г.,http://www.postgenome.ru/ru) постерный доклад "Adipose-derived stromal cell for autologous cell therapy: disturbed angiogenic activity in patients with coronary artery disease and diabetes mellitus type 2" и устный доклад " Physiological regulation of tissue repair and regeneration".
  Кроме того, доклад о ходе реализации проекта был представлен на отчетной научно-практической конференции "Реализация прикладных научных исследований и экспериментальных разработок по приоритетному направлению "Науки о жизни" в 2014 году в рамках федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы" (Москва, 1-2 декабря 2014 г., http://xpir.fcntp.ru/activities/8a2733a61fd142f6ae3be5991ba6c46c) Полученные на первом этапе результаты соответствуют техническим требованиям к проекту и будут использованы на следующих этапах проекта для стандартизации кондиционированной среды МСК жировой ткани человека, подбора оптимальных видов коллагеновой матрицы и разработки методов проверки нового материала на моделях in vitro и in vivo.

  В ходе выполнения второго этапа проекта выполнялись следующие работы:
разработка и стандартизация методов контроля качества субстанции на основе продуктов секреции МСК жировой ткани человека; разработка стандартных операционных процедур (СОП) контроля качества субстанции на основе продуктов секреции МСК жировой ткани человека; наработка образцов кондиционированной среды, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани человека, полученных от 30 доноров и сравнительный анализ полученных образцов; выбор оптимальных типов коллагеновой матрицы.
  При этом были получены следующие результаты:
  Были отработаны методы контроля качества субстанции, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани человека, и проведен анализ наработанных образцов с целью стандартизации субстанции. В перечень показателей контроля качества были включены как общепринятые индикаторы качества биофармацевтических продуктов, так и новые, предложенные на основе собственных экспериментальных данных, показатели. Анализ различных бессывороточных сред и подбор оптимальных условий получения кондиционированной среды от МСК жировой ткани человека, а также включение значительного числа доноров и оценка вариабельности образцов по выбранным показателям отличает результаты исследования от аналогичных работ по использованию продуктов секреции МСК для стимуляции регенерации. На этом этапе были также подобраны типы и формы коллагеновых матриц для дальнейшего получения комбинированного биоматериала, стимулирующего регенерацию на разных моделях in vivo.
  Для выполнения работ на втором этапе был продолжен сбор биологического материала от доноров для выделения МСК из подкожной жировой ткани и наработки образцов субстанции, содержащей продукты секреции этих клеток. Полученные образцы субстанции от 30 доноров были проанализированы, согласно разработанным на данном этапе методикам контроля качества субстанции, которые были зафиксированы в соответствующих СОП. Показано, что большинство наработанных образцов субстанции соответствует заданным параметрам качества и может быть использовано на дальнейших этапах проекта. На основании полученных данных были уточнены и оптимизированы некоторые этапы технологического процесса производства субстанции на основе продуктов секреции МСК жировой ткани человека, стандартизованы показатели контроля ее качества, выдвинуты предпосылки для возможной замены биологических методов оценки специфической активности субстанции инструментальными методами. На данном этапе были протестированы различные типы коллагеновой матрицы (гель, мембрана, губка) разного происхождения (бычий, свиной, человеческий) на моделях in vivo с целью выбора оптимальных типов коллагена для каждой модели. Были подобраны типы коллагеновых матриц, условия их применения и проведена оценка иммунологической реакции тканей на ксеногенный коллаген на моделях кожной раны (мыши), дефекта стенки мочевого пузыря (кролики) и при введении под белочную оболочку яичка (крысы). Результаты интеллектуальной деятельности (РИД), способные к правовой охране, на отчетном этапе не получены.
  Полученные данные были доложены на II Российском национальном конгрессе «Трансплантация и донорство органов» (Москва, 8-10 июня 2015 г., http://transpl.ru/about_center/rto/events/ii_rossijskij_nacionalnyj_kongress_transplantaciya_i_donorstvo_organov/), пленарный доклад «Фундаментальные и клинические проблемы клеточной терапии».
  Полученные на втором этапе результаты соответствуют техническим требованиям к проекту и будут использованы на следующих этапах проекта для отработки методов очистки и стабилизации кондиционированной среды МСК жировой ткани человека, подбора оптимальных способов комбинации кондиционированной среды, содержащей продукты секреции МСК жировой ткани человека с отобранными коллагеновыми матрицами и разработки методов проверки нового материала на моделях in vitro и in vivo.