Исследование принципов создания клеточной культуры для заместительной терапии

Характерной чертой современного мирового хозяйственного развития является переход ведущих стран к новому этапу формирования инновационного общества - построению экономики, базирующейся преимущественно на генерации, распространении и использовании знаний. Уникальные навыки и способности, умение адаптировать их к постоянно меняющимся условиям деятельности, высокая квалификация становятся ведущим производственным ресурсом, главным фактором материального достатка и общественного статуса личности и организации.

Инвестиции в интеллектуальный (человеческий) капитал превращаются в наиболее эффективный способ размещения ресурсов. Нематериальные активы занимают все большую долю в средствах фирм и корпораций. Интенсификация производства и использования новых научно-технических результатов предопределила резкое сокращение инновационного цикла, ускорение темпов обновления продукции и технологий.

Стратегия развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года предполагает достижения следующих целевых показателей:

. Устойчивый рост внутренних затрат на исследования и разработки: до 2% ВВП в 2010 г. и до 2,5% в 2015 г.,

. Укрепление престижа российской науки, усиление притока молодых кадров в научную сферу: удельный вес исследователей в возрасте до 39 лет возрастет до 36% к 2016 г.

. Повышение патентной активности, рост капитализации научных результатов, в частности: увеличение коэффициента изобретательской активности (4,0 к 2011 г. и 5,5 к 2016 г.), увеличение удельного веса нематериальных активов в общей сумме активов организаций сектора исследований и разработок (к 2011 г. до 15 % и к 2016 г. до 30%). Федеральные целевые программы и межгосударственные целевые программы, в осуществлении которых участвует Российская Федерация, представляют собой увязанный по задачам, ресурсам и срокам осуществления комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских, производственных, социально-экономических, организационно-хозяйственных и других мероприятий, обеспечивающих эффективное решение системных проблем в области государственного, экономического, экологического, социального и культурного развития Российской Федерации и достижения целевых показателей, согласно стратегии развития науки и инноваций РФ.

Целевые программы являются одним из важнейших средств реализации структурной политики государства, активного воздействия на его социально-экономическое развитие и должны быть сосредоточены на реализации крупномасштабных, наиболее важных для государства инвестиционных и научно-технических проектов, направленных на решение системных проблем, входящих в сферу компетенции федеральных органов исполнительной власти.

Цель работы: создать пакет документов, необходимых для заявки проекта исследования принципов создания клеточной культуры для заместительной терапии на участие в Федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы».

Для достижения данной цели, мною были поставлены следующие задачи:

. Рассмотреть патент Клеточная культура для заместительной терапии (патент № 2213775 RU) в качестве конечной цели научно-исследовательских работ проекта исследования принципов создания клеточной культуры для заместительной терапии;

. Составить на основе полученных данных пояснительную записку с подробным обоснованием заявленной темы исследования;

. Составить техническое задание, содержащее основные технические требования, предъявляемые к изделию;

. Составить технико-экономическое обоснование и календарный план с указанием стоимости и продолжительности этапов работ.

Реферат изобретения «Клеточная культура для заместительной терапии» (патент № 2213775 RU)

Штамм диплоидных (клеток, содержащие полный набор хромосом) клеток легкого эмбриона человека ЛЭЧ-4(81) разработан Екатеринбургским научно-исследовательским институтом вирусных инфекций.

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано при замещении, восстановлении, корректировке функций поврежденных тканей путем имплантации или трансплантации выращенных in vitro клеток из здоровых тканей или органов, способных сохранить при соответствующих условиях культивирования физиологические функции. Этим требованиям отвечает известный штамм ЛЭЧ-4(81) - штамм диплоидных клеток легкого эмбриона человека, который используют для заместительной терапии. Клеточную культуру используют в виде взвеси или в виде клеток на синтетической подложке для лечения ожоговых больных, больных с травмами опорно-двигательного аппарата, при восстановлении и коррекции функций поврежденных тканей и органов. Применение ЛЭЧ-4(81) в медицине обеспечивает создание биопротезов, которые хорошо интегрируются в организме реципиента, и снижение их себестоимости.

Выращенные in vitro клетки из здоровых тканей или органов способны сохранять при соответствующих условиях культивирования свои физиологические функции. Умение культивировать клетки in vitro в достаточном количестве дает возможность использовать их в клинической практике.

Известно, что только несколько типов клеток нормальных тканей успешно размножаются in vitro; в основном это клетки, происходящие из соединительных тканей. К их числу относятся фибробласты, миобласты, клетки эндотелия, выстилающие камеры сердца, лимфатические и кровеносные сосуды, а также мезотелиальные клетки, выстилающие брюшную и плевральную полости.

Культивированные трансплантаты используются в различных случаях:

для лечения обширных ожогов III степени;

для регенерации эпидермиса;

для регенерации ротового эпителия;

для создания эпителиальной выстилки полости яичек сосцевидного отростка;

для лечения хронических кожных язв;

для репарации мочевого тракта;

для лечения диабета;

для восстановления функций печени;

для лечения мышечных заболеваний и др.

Недостатками известных технических решений являются: недостаточная интеграция живых клеток в организме реципиента; большие сроки культивирования; использование дорогостоящих материалов: среды роста, стимуляторов и т.п.

Целью изобретения является создание биопротезов, содержащих живые клеточные элементы, которые хорошо интегрируются в организме реципиента; сокращение сроков культивирования, расширение номенклатуры исходных материалов для создания биопротезов для терапевтического лечения при помощи трансплантатов дефектов кожи, хряща, кровеносных сосудов, ткани головного мозга, кишечника, кости, мочевого пузыря, мочеточника, мочеиспускательного канала, печени, сердца и др.

Для решения поставленной задачи предлагается клеточная культура для заместительной терапии, отличающаяся тем, что в качестве культуры клеток она содержит штамм диплоидных клеток легкого эмбриона человека, например штамм ЛЭЧ-4(81).

Процесс использования

Культура представляет собой морфологически однородную популяцию клеток с ограниченным сроком жизни, определенного тканевого происхождения, сохраняющую стабильный кариотип (2n не менее 75% клеток), свободную от посторонних агентов, онкогенно безопасную, культивируемую на искусственных питательных средах в стандартных бутылках для кровезаменителей.

Препарат выпускается в виде монослойной культуры в виде взвеси для немедленного использования и в виде клеток на синтетической подложке типа "Фолидерм", "Биоколл", "Полипор" и т.п.

Монослойная культура имеет вид морфологически однородного слоя клеток, прикрепленных к стеклу и покрытых прозрачной питательной средой красно-оранжевого цвета.

Культуральная взвесь представляет собой мутную жидкость красновато-оранжевого цвета, содержащую 500-600 тыс. клеток в 1 мл.

Препарат в виде клеток на синтетической подложке представляет собой пленочное синтетическое покрытие для ран общей площадью 60-80 см2, на поверхности которого выращены клетки с плотностью 80-100 тыс. на 1 см2, размещенное в стандартном флаконе для кровезаменителей объемом 250 мл. Покрытие и клетки находятся в прозрачной культуральной среде.

Работу с препаратом проводят в стерильных условиях. До вскрытия бутылок с клетками обращают внимание на их целостность и концентрацию ионов в среде (рН). В случае имеющихся трещин или изменения рН среды ниже 7,0 культуру в работу не берут.

Культура клеток в виде монослоя используется для получения взвеси клеток. Перед работой горло бутылки обжигают спиртовым факелом, вскрывают стерильно у огня и сливают содержащую среду. В бутылку вносят по 10-15 мл 0,02%-ного раствора Версена и 0,25%-ного раствора трипсина (в соотношении 1: 1) и оставляют для контакта с клетками на 2-3 мин. Растворы сливают, а клетки заливают стерильными буферными растворами Эрла, Хенкса или стерильным изотоническим физиологическим раствором в количестве 50 мл, затем встряхивают до образования гомогенной взвеси.

Взвесь центрифугируют 10 мин при 1500 об/мин, супернатант сливают, а осадок разводят указанными буферными растворами до концентрации 4010 тыс. клеток, после чего наносят на специально подготовленную рану.

Из флакона с пленочным покрытием сливают культуральную жидкость, заливают стерильным раствором Эрла или Хенкса (или стерильным изотоническим физиологическим раствором) на 5-10 мин. После обработки пленочное покрытие наносят на подготовленную рану поверхностью с клетками к ране.

Аллофибробласты выращены в лаборатории клеточных культур ЕНИИВИ.

Использование культивированных фибробластов в заместительной терапии не требует дорогостоящих питательных сред, стимуляторов роста, что снижает их себестоимость более чем в 20 раз; фибробласты легко поддаются разделению, при котором они частично утрачивают поверхностные антигены гистосовместимости; применение культуры фибробластов открывает возможность использования для изготовления трансплантатов аллоклеток (донорских клеток) и создания клеточных банков; сокращаются сроки получения трансплантатов, готовых к использованию в клинике, с 3 недель до 2-3 суток.

    Биологические препараты

    Биологические препараты - группа медицинских продуктов биологического происхождения, в том числе вакцины, препараты крови, аллергены, соматические клетки, ткани, рекомбинантные белки.  Смотреть...

    Антибиотики

    Большинство ученых подразумевает под антибиотиками не только антибактериальные вещества, образуемые микроорганизмами, но и соединения, обладающие антибактериальной активностью, выделенные из животных тканей и высших растений.  Смотреть...