Мечта исследователя

Время возможностей

– Николай Петрович, чего вы ожидаете от ввода нового научно-лабораторного корпуса?

– В здании общей площадью около 15 000 квадратных метров разместится современный комплекс для проведения медицинских исследований и научных экспериментов. До этого он находился в старом патолого-анатомическом корпусе, но был не таким масштабным из-за ограниченных площадей и состояния самого здания. Теперь у нас несравнимо больше возможностей. На первом этаже нового здания расположится костно-тканевой банк, где будут готовиться и храниться образцы тканей для трансплантации во время операций ортопедического характера. На втором и частично на третьем этажах разместится уникальная лаборатория соединительной ткани и клеточных технологий площадью около 1200 квадратных метров. На третьем этаже – связанные с лабораторией морфологическая группа и группа тканеинженерных конструкций (это искусственно созданные трансплантаты для замещения костных дефектов). Четвертый этаж отведен под лабораторию иммунологии, биохимическую лабораторию и отдел экспериментальной травматологии-ортопедии.

Новый научно-лабораторный корпус ЦИТО

– Почему было решено расширить площадь лаборатории соединительной ткани и клеточных технологий?

– Наша лаборатория действует уже более 40 лет, выполняя исследования в тесном контакте с несколькими отделениями ЦИТО. Мы проводим научные и практические исследования в области биотехнологий, которые не имеют аналогов ни в России, ни в мире. Наша задача – разработка методов ускорения процессов регенерации при лечении врожденных патологий и последствий травм опорно-двигательного аппарата. Необходимо обеспечить полный цикл исследовательской деятельности – от экспериментов на животных до применения результатов в практической медицине – для всех 11 клинических отделений ЦИТО.

Новый корпус почти готов к работе, полный ввод его в эксплуатацию запланирован на первую половину 2017 года, и мы сможем резко увеличить объем работ. У нас уже закуплено все необходимое оборудование. Параллельно начнем оснащение и сертификацию медицинского вивария. Также будем расширять и обучать штат сотрудников для проведения исследований. С гордостью могу сказать, что таких клеточных лабораторий по планировке и оснащению нет в других странах. Нужно развивать эту сферу и привлекать молодых специалистов, многие из которых сейчас уходят в практическую медицину, более прибыльную, чем исследования. Эта тенденция характерна не только для России, но и для зарубежья.

Поле для экспериментов

– Расскажите об исследованиях, которые проводит ваша лаборатория.

– Прежде всего отмечу результаты работы по стимуляции дистракционных регенератов у детей с врожденным укорочением конечности. Мы выделяем стромальные (соединительные) клетки из костного мозга пациентов, культивируем их до необходимого количества, а затем делаем инъекции этих клеток в костные регенераты, которые образуются после дистракции, то есть вытяжения конечности. Такая клеточная терапия на 30-40% ускоряет процесс заживления, который при врожденных патологиях проходит замедленно. В результате срок нахождения в аппарате Илизарова сокращается с 10-12 до 5-6 месяцев, причем больная нога впоследствии не отстает в развитии от здоровой.

Эту же методику мы начали применять около 10 лет назад при лечении детей с врожденным ложным суставом нижней конечности. При такой патологии нога не является опорной. Ортопеды пытаются решить проблему путем остеосинтеза с установкой трансплантатов, но приживаются они иногда плохо, и после 2-3 неудачных операций встает вопрос об ампутации конечности. И даже если имплантат приживается, ребенок остается инвалидом. Наша методика лечения предусматривает инъекции аутологичных стромальных клеток костного мозга в место резекции ложного сустава, где впоследствии образуется костная ткань, соединяющая костные отломки. После этого пациенту делается операция компрессионно-дистракционного остеосинтеза по выравниванию длины конечностей с использованием клеточной терапии. На сегодня уже 5 детей вылечены, здоровы и бегают на своих ногах. За прошедший послеоперационный период от 1 до 10 лет ни у одного из 30 пациентов осложнений не выявлено.

Николай Омельяненко проводит ультраструктурные исследования тканей опорного аппарата человека с помощью трансмиссионного электронного микроскопа (ТЭМ) HT-7700 Hitachi

Нашу методику лечения с помощью аутологичных культивированных стромальных клеток костного мозга мы полностью обосновали как теоретически, так и экспериментально. Сейчас начали применять ее в центре последствий травм опорно-двигательной системы и гнойных осложнений ФГБУ «ЦИТО им Н.Н. Приорова» для стимулирования замедленно формирующихся дистракционных регенератов у взрослых пациентов при компенсации значительных дефектов (4-5 см), возникших на месте хронического остеомиелита. У двух уже пролеченных пациентов в 2 раза сокращен срок нахождения конечности в аппарате Илизарова.

– Какие еще темы для исследований находятся в области интересов ЦИТО?

– Актуальных тем много, например лечение компрессионных переломов позвонков с остеопорозом. Наряду с изучением костной ткани мы уже начали исследование, посвященное регенерации кожных ран и возможности их безрубцового заживления. Очень важное направление - изучение спинальной травмы, то есть повреждения спинного мозга. Еще одно актуальное направление – изучение структуры тканей, поврежденных огнестрельными снарядами различных энергий. Продолжаются экспериментальные исследования фундаментальных основ регенерации, которые дадут возможность управлять этим процессом. Центральным звеном здесь будут биотехнологии, включающие использование культивируемых клеток мезенхимального происхождения.

Готовность к сотрудничеству

– Сотрудничает ли ЦИТО в ходе исследований с другими учреждениями России и зарубежья?

– Раньше, пока возможности нашей лаборатории были ограничены, мы занимались исследованиями автономно. Недавно начали работать совместно с физическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова. В течение трех последних лет сотрудничаем с московской лабораторией биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions по изучению хондросфер, которые будут служить исходным материалом для восстановления поврежденного суставного хряща. После введения в строй нового корпуса надеемся привлечь к сотрудничеству исследователей и врачей из других научных и лечебных учреждений, а также инвесторов, заинтересованных в развитии биотехнологий. Мы готовы взаимодействовать как с российскими партнерами, так и с коллегами из Азии и Европы.

Новые условия в научно-лабораторном корпусе позволят нам обслуживать значительно больше пациентов, так как будет увеличено количество ламинар-боксов и инкубаторов для культивирования клеток и их последующей трансплантации. Так что мы сможем обеспечивать клеточным материалом не только пациентов ЦИТО. Акцент будет делаться, конечно, не на банальные переломы, а на сложные патологии, в лечении которых без клеточного вмешательства не обойтись.

Хондроциты суставного гиалинового хряща, выращенные в культуральных условиях на деминерализованном костном (коллагеновом) матриксе. Сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) Ув. 4 000

К примеру, в европейских странах есть опыт поставки биоматериалов из хрящевых клеток в разные лечебные учреждения. Травматологи-ортопеды отправляют «производителю» специальные контейнеры с кусочками хряща пациента. Производитель биоматериала выделяет клетки, культивирует, их упаковывают в шприц и отправляет обратно. Врачу нужно лишь ввести полученный материал в сустав. И это лишь одна из возможных схем, далеко не единственная, по которой ЦИТО сможет взаимодействовать с другими организациями в сфере медицины.

– А чем новая лаборатория ЦИТО может привлечь исследователей в области клеточных технологий?

– Ни в одной из клеточных лабораторий мира нет такого комплексного оснащения для исследований, как у нас. Здесь под одной крышей собрана вся система приборов для изучения и культивирования клеток. В том числе набор электронных микроскопов – высокоразрешающий сканирующий электронный микроскоп, просвечивающий электронный микроскоп для исследования ультраструктурной организации любых тканей, все разновидности современных оптических микроскопов, включая инвертированный конфокальный микроскоп, а также единственный в России прямой мультифотонный конфокальный микроскоп. Он рассчитан на изучение тканей у живых животных, например, крыс, без их умерщвления, а используемый в этом микроскопе инфракрасный лазер позволяет видеть процессы, происходящие не только на поверхности тканей, но и в глубине.

Репаративные фибробласты в заживающей кожной ране. Сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) Ув. 8 000

Конечно, в зарубежных лабораториях есть отдельные приборы из перечисленных, но, как правило, работа на них ограничена во времени, в ЦИТО же можно работать на приборах без ограничений, выбирая длительность сеансов по мере необходимости. Исследовательская деятельность не приемлет спешки, за микроскопом нужно думать, но, к сожалению, редко лаборатории могут обеспечить сотрудникам такие условия.

А самое главное то, что сейчас только в ЦИТО им. Н.Н. Приорова связывают воедино прекрасно оснащенные научные лаборатории, виварий и, конечно, мощную клиническую базу. Это позволяет постоянно совершенствовать существующие и разрабатывать новые методы лечения пациентов с травматолого-ортопедической патологией.

На благо людей

– В вашей лаборатории проводятся эксперименты на животных. Будет ли расширяться это направление?

– Да, будет. Виварий, а точнее «Травматологическая клиника животных», в новом научном корпусе ЦИТО станет самым большим и «комфортабельным» медицинским виварием на территории Москвы. После ввода здания в эксплуатацию мы сразу начнем сертификацию вивария по международным стандартам. Там будут находиться все животные – и крупные, и мелкие: свиньи, овцы, кролики, крысы, за исключением собак. На них эксперименты не проводятся из этических соображений, так же как и в Европе.

– Можно ли обойтись без исследований на животных? Многие защитники природы протестуют против подобной практики.

– Защитники животных протестуют до тех пор, пока их самих не коснется какая-либо болезнь. Надо признать, что для лечения заболеваний человека необходимо сначала изучить патологические процессы на животных, к сожалению, без этого не обойтись. Но использовать животных нужно разумно, только по мере необходимости, и страдания должны быть сведены к минимуму. Мы неукоснительно соблюдаем правила работы с экспериментальными животными, утвержденные Минздравом России.

Опыт доступен всем

– Имеются ли ноу-хау, принадлежащие ЦИТО по результатам проведенных клеточных исследований?

– В прямом смысле наши разработки сложно отнести к числу ноу-хау, так как мы не скрываем своих методик и результатов работы. Делимся опытом, так как исходим не из коммерческой выгоды, а из блага пациентов. Почти весь научный и практический материал опубликован в российских ведущих журналах, постоянно представляется на различных конгрессах и конференциях. В частности, на Евразийском ортопедическом форуме в Москве 29 - 30 июня состоится специальное заседание, посвященное клеточным и биотехнологиям в травматологии-ортопедии, где будет представлен опыт ЦИТО и других российских лечебных заведений. Приглашаю всех, кто интересуется этой темой, принять участие в этом заседании.

– Недавно в США была издана ваша книга Connective Tissue («Соединительная ткань»). Расскажите, чем она интересна и есть ли у вас планы других публикаций?

– Это пока единственное в мире научное издание, где рассмотрены все основные вопросы, касающиеся соединительной ткани. В 2010 году книга вышла в России, а в 2014-м была опубликована американским издательством CRC Press. Теперь я работаю над книгой «Регенерация соединительной ткани», которая будет не менее значимой с точки зрения охвата темы, но уже не чисто научной, и рассчитанной на практическую медицину.

Николай Омельяненко держит руку на своей научной «библии» о соединительной ткани, им же и написанной