КФУ планирует вывести разработанные методики генной и клеточной терапии на всероссийский уровень
На территории Республиканской клинической больницы состоялся семинар, в котором приняли участие научные сотрудники ИФМиБ КФУ, врачи университетской клиники и РКБ.
Поводом для встречи послужила необходимость подведения итогов совместной экспериментальной работы за довольно продолжительный промежуток времени – с 2010 по 2016 годы.
Надо сказать, что многолетнее сотрудничество КФУ-РКБ, по словам клиницистов, представивших на семинаре результаты применения разработанной учеными КФУ технологии в клинике, уже помогло десяткам людей справиться с особо сложными проявлениями заболеваний, требующих стимуляции регенеративных процессов в организме – при посттравматических дефектах периферических нервов, заболеваниях периферических артерий, посттравматическими и дегенеративно-дистрофическими поражениями костей и крупных суставов нижних конечностей.
Директор Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Андрей Киясов, выступая перед коллегами, напомнил, с чего все начиналось – в 2007 году была инициирована республиканская программа развития клеточных технологий в РТ. Именно тогда в РКБ начали проводить пилотные исследования по безопасности и эффективности применения клеток крови для лечения фиброзов печени и артериальных заболеваний нижних конечностей.
Программа получила развитие с подключением к работе специалистов травматологов и микрохирургов.
В настоящее время разработка генно-клеточных технологий, стимулирующих регенеративные процессы в организме, ведется на базе Института фундаментальной медицины и биологии КФУ и НОЦ Фармацевтики, созданного для разработки и испытаний лекарственных препаратов в рамках ФЦП Фарма-2020.
В структуру НОЦ Фармацевтики входит несколько баз и отелов – медицинской химии, поисковых исследований, доклинических исследований, клинических исследования, помещения для содержания лабораторных животных и пр.
Как известно, и институт, и НОЦ Фармацевтики, университетская клиника входят в структуру стратегической академической единицы вуза «Трансляционная 7П медицина», цель которой - трансляция результатов научной деятельности в клинику, реализация так называемой стратегии «от лабораторного стола к постели пациента». Предполагается, что генно-клеточная терапия станет доступна пациентам университетской клиники.
Кроме того, со вступлением в силу нового закона о клеточных технологиях, КФУ готовится к тому, чтобы полностью, в соответствии с новым законодательством, сертифицировать все свои инновационные продукты.
Для этого, в частности, была создана соответствующая база на ул. Волкова, 18, где расположен центр клеточных технологий, биобанк и клинико-диагностическая лаборатория МСЧ КФУ.
Важно отметить, что исследования проводятся в КФУ в рамках разрешения локального этического комитета вуза, а по ряду научных тем, выполняемых РКБ, финансируются Министерством здравоохранения РТ.
В течение этих лет в КФУ были получены значительные научные результаты, получившие подтверждение эффективности в клинических условиях. Все они своевременно освещались на сайте вуза:
Ученые КФУ успешно применили комбинацию двух генов в терапии травм спинного мозга;
В КФУ создается первое в России опытное производство генных препаратов;
Ученые КФУ получили положительные результаты лечения ишемии и травм периферических нервов;
Ученые КФУ сделали шаг к победе над нейромышечными заболеваниями.
Созданная учеными КФУ генная терапия псевдоартроза успешно опробована в клинике
Подробнее о том, в чем суть генной и клеточной терапии, какая работа была проведена в КФУ, каковы мировые тренды в этой области, рассказал руководитель НИЛ Генные и клеточные технологии ИФМиБ КФУ, член-корреспондент АН РТ Альберт Ризванов в своем докладе. Для детального понимания вопроса представляем его полностью:
- Генная терапия – это совокупность методов, используемых для проведения направленных изменений в генетическом аппарате клеток, это может происходить как с целью коррекции мутаций, например, для лечения наследственных заболеваний, так, в принципе, для терапии других заболеваний. К примеру, то, что мы делаем в РКБ, в первую очередь, имеет задачу повысить уровень регенерации. И вместо коррекции каких-то дефектов, мы, наоборот, привносим дополнительную функцию того или иного гена, отвечающего, например, за синтезы факторов роста, что приводит к стимуляции ангиогенеза (процесс образования новых кровеносных сосудов в органе или ткани) и нейропротекций.
На мировом рынке сегодня зарегистрировано четыре генетических лекарственных препарата, разрешенных к клиническому применению, еще один находится на завершающей стадии регистрации.
Первые два препарата – китайского производства – онколитические аденовирусы, направленные на терапию опухолей головы и шеи
В 2011 году был зарегистрирован российский препарат – третий в мире, первый в своем классе и в Европе, разработанный на основе плазмидной ДНК, экспрессирующей сосудистый фактор роста для лечения нижних конечностей. Еще один препарат был относительно недавно зарегистрирован в ЕС – для лечения одного из наследственных метаболических заболеваний.
Еще один противоопухолевый препарат на данный момент находится на стадии регистрации в США.
У нас есть реальный шанс вступить в глобальную конкуренцию на мировом рынке и попытаться внедрять нашу технологии генной терапии в клиническую практику.
В целом генную терапию можно разделить на два вида. Это прямая, когда генетическая конструкция вводится непосредственно в организм больного. А также клеточно-опосредованная генная терапия, или генно-клеточная терапия, когда клетки пациента или донора при аллогенной трансплантации генетически модифицируются для придания им дополнительных свойств – либо это коррекция мутации, либо сверхэкспрессия терапевтических генов. Вводится конструкция в организм пациента уже в виде генно-клеточного препарата.
Генную терапию можно разделить на два основных используемых подхода – вирусной и не вирусной природы. Они отличаются друг от друга, в первую очередь, балансом эффективности и безопасности. Вирусная терапия имеет высокую эффективность, но на данный момент имеет вопросы по безопасности. Невирусная же терапия относительно безопасна, в настоящее время нет публикаций, где бы были показаны какие-либо побочные эффекты. Однако эффективность не вирусной терапии ниже.
Использование ретровирусов является одним из способов доставки генетического материала в организм больного. Мы знаем, что вирусы коэволюционировали десятки миллионов лет вместе с эукариотами, отработав идеальный механизм для проникновения и доставки своего генетического материала в клетку. Ну а ученые мира научились, как использовать вирусы для доставки того гена, который необходим для оказания терапевтического эффекта. Недостаток в том, что в этом случае есть опасность вставочного мутагенеза, а это, в свою очередь, значит, что есть опасность онкологической трансформации. Таким образом, несмотря на все преимущества по высокой эффективности доставки данного метода в организм, долговременную экспрессию трансгена и способность нести достаточно большую вставку с большим объемом генетической информации, интеграция в геном является серьезным отрицательным фактором, так как способствует появлению проблемы онкологической безопасности.
Существуют проблемы и при использовании аденовирусов. Это другой тип вирусов. Он также обеспечивает эффективную доставку, среднюю по продолжительности экспрессию, тем не менее, первые поколения аденовирусов обладали проблемами, связанными с иммуногенностью, могли вызвать нежелательные побочные иммунные реакции. Хотя, надо сказать, что в современных разработках эти проблемы постепенно уходят на второй план.
Одни из видов невирусной генной терапии являются плазмиды бактериальной клетки, то есть, небольшие молекулы ДНК, внехромосомные генетические элементы бактериальной клетки и представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы.
Пример одной из конструкций, использующейся в наших исследованиях: с помощью молекулярных ножниц колцевая плазмида разрезается и некоторые ее части заменяются интересующими нас генами. В нашем случае внимание уделяется проангиогенным факторам роста, а также нейропротекторным, нейротрофическим, поддерживающим выживаемость аксонов.
Основные преимущество конструкции – отсутствие иммуногенности, интеграции в геном. Кроме того, они онкобезопасны. Важно сказать, что кратковременная экспрессия трансгена может рассматриваться как плюс, так и минус. С точки зрения регенеративной медицины, вполне возможно, что это плюс. Необходимости в постоянной стимуляции роста сосудов - нет, это необходимо только в период, когда нужно запустить процесс регенерации, потом уже этот процесс останавливается, вступает в бой естественная способность организма к регенерации. Если же мы будем иметь в области введения препарата постояный ангиогенез, ни к чему хорошему это не приведет.
Кажущейся проблемой является и низкая эффективность генного переноса или трансфекции в клетку. Как много копий генов мы можем доставить? Важно, что даже небольшие количества, но адресно доставленные, могут оказывать достаточный терапевтический эффект, помогая естественным процессам регенерации в организме.
Еще одним направлением регенеративной медицины является клеточная терапия – трансплантация клеток человека, как аутологичная (использование клеток пациента), так и аллогенная – от донора – для лечения различных патологий. И, конечно, одним из бурно развивающихся направлений является трансплантация стволовых клеток. Наиболее часто применимые виды стволовых клеток в клинике – мезенхимные. Их можно получать из костного мозга, жировой ткани, плаценты, пуповины. Также гемопоэтические стволовые клетки. Еще один вид – индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые обладают характеристиками, схожими, если не сказать идентичными, с эмбриональными стволовыми клетками. Их напрямую применять нельзя, но так как они являются плюрипотентными, то есть, способными к дифференцировке практически во всех направлениях, давать начало практически любым клеткам организма, из них, как из заготовок, можно получать клеточный материал для последующего клинического применения.
В нашей практике мы применяем клетки стромально-сосудистой фракции жировой ткани, богатой мезенхимными стволовыми клетками, фибробластами, предшественниками эндотелиальных клеток и различными иммунными клетками, оказывающими, в том числе, противовоспалительный эффект. Фракция богата клетками, которые могут стимулировать ангиогенез, они сами могут участвовать в формировании новых капилляров и кровеносных сосудов, секретировать различные факторы роста, которые оказывают, в том числе, нейропротекторный, нейротрофический эффекты. Одним из методов применения является выделение из жировой ткани стромально-сосудистой фракции, которая смешивается с жировой тканью. Все это вместе после трансплантации гораздо хуже резорбирует из-за активно происходящих процессов васкуляризации. Для косметологических процедур этот подход является эффективным. Фракцию также можно использовать в различных клинических приложениях.
Список докладов, представленных на семинаре:
1.Опыт внедрения совместных научно-практических работ КФУ и РКБ в клиническую практику «из лаборатории в клинику», перспективы развития. Докладчик: д.б.н., проф. Ризванов А.А.;
2. Генные и клеточные технологии в регенерации периферического нерва. Экспериментальная модель. Докладчики: к.м.н. Масгутов Р.Ф., к.б.н. Масгутова Г.А.;
3. Ген-активированный костный трансплантат в регенерации костной ткани. Экспериментальная модель. Докладчик: Журавлева М.Н.;
4. Новые терапевтические формы коллагена и его производных для регенерации тканей. Докладчик: к.б.н. Абдуллин Т.И.;
5. Разработка новых методов лечения пациентов с посттравматическими дефектами периферических нервов и повреждением плечевого сплетения. Докладчик: д.м.н., проф. Богов А.А.;
6. Разработка новых комбинированных методов лечения больных с сочетанными повреждениями конечностей. Докладчик: к.м.н. Муллин Р.И.;
7. Усовершенствование методов лечения пациентов с заболеванием периферических артерий на основе прямой генной терапии. Докладчики: д.м.н. Максимов А.В., к.м.н. Плотников М.В.;
8. Усовершенствование методов лечения пациентов с посттравматическими и дегенеративно-дистрофическими поражениями костей и крупных суставов нижних конечностей. Докладчик: к.м.н. Масгутов Р.Ф.
