Заглянуть внутрь клетки. Как биостанция поможет создать лекарства от рака

Наверняка немногие жители Иркутской области знают, что у нас в регионе есть единственная за Уралом биостанция для культивирования и анализа человеческих клеток. Всего в России таких три.

Цель - «печатать» органы

С помощью уникального прибора изучают, как клетки меняются, как реагируют на те или иные лекарства - не надо проводить бесчисленное количество экспериментов на животных, биостанция позволяет в кратчайшие сроки выяснить, насколько эффективен препарат, например, для лечения рака и других серьёзных недугов.

Ещё одно важное направление – работа со стволовыми клетками, которые считаются прародителями всех органов и тканей в организме человека. При воздействии определённых факторов они могут переродиться в клетки кости, хряща и так далее и стать материалом для трансплантации. «Печатание» органов человека - сегодня одна из самых актуальных биотехнологий. Её перспективность неоспорима. Иркутские ученые ведут работы по изучению биосовместимости материалов.

Корреспондент «АиФ в ВС» побывала в Иркутском научном центре хирургии и травматологии, где и базируется станция, и вместе со специалистами заглянула внутрь человеческой клетки.

С первого взгляда биостанция напоминает холодильник. Но за дверцей скрывается большой инкубатор со множеством отделов. Несколько нажатий на кнопки боковой панели - и механическая рука приводится в движение. Она аккуратно берет планшет с клетками с верхних ярусов и подносит её к высокочувствительному микроскопу в нижней части. С его помощью учёные могут не только следить за клетками, но и фотографировать их с определённой периодичностью.

- Тем и уникальна наша станция - чтобы сфотографировать клетки, нам совсем не обязательно доставать их из инкубатора, - объясняет старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий и регенеративной медицины Наталья Дрёмина. - Внутри созданы определённые благоприятные условия - температура 37 градусов Цельсия, 80 процентов влажности и нужный уровень углекислоты. При комнатной температуре клетки просто погибнут.

Что не видит микроскоп?

Одновременно в инкубаторе биостанции находится до 30 планшетов с 24 образцами клеток в каждом. Каждый из них помещён в отдельную лунку. Учёные могут в любой момент с помощью микроскопа проследить за ходом эксперимента.

- Вот они клетки - здесь их миллион, и каждый «холмик» - это отдельная клеточка, - рассказывает Наталья Дрёмина, устанавливая приближение на микроскопе. - Здесь, например, мы следим за тем, как они принимают конкретный материал. Если клетки собираются вокруг инородного вещества и не гибнут, то он нейтрален для них. А, если мы посмотрим в соседнюю лунку, то увидим другую картину: здесь клеточки постепенно отодвигаются от материала, им не комфортно рядом с ним. Это значит, что он не подходит для внедрения в организм человека.

Внутри биостанции также есть особые флуоресцентные модули — они позволяют видеть специальные светящиеся окраски клеток. Сотрудники ИНЦХТ разработали их совместно с Иркутским институтом химии им. А.Е. Фаворского. Этот препарат при входе в мембрану начинает светиться и тем самым позволяет точнее разглядеть все процессы, которые происходят внутри микроскопических колоний. «Подсвеченные» снимки подопытных клеток попадают в компьютер, на котором с помощью специальной программы их окрашивают, а потом анализируют.  

- Например, если в колонию клеток добавить токсичное вещество, можно увидеть, что клетки гибнут - у них разрушаются все органеллы, из-за чего они полностью окрашиваются изнутри. Фактически они уже «переварены» и мертвы - но при этом в обычном микроскопе их ещё можно разглядеть, и кажется, что все в порядке, токсичное вещество никак на них не влияет, - говорит старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий и регенеративной медицины ИНЦХТ Ирина Трухан.

Специалисты научного центра уже получили более 300 патентов, и их технологии активно применяют на практике. В основном они касаются хирургии и травматологии. Из наиболее интересных разработок - пластика связок коленного сустава и лечение деформации переднего отдела стопы, а также уникальная методика подготовки материала для фекальной трансплантации при лечении воспалительных заболеваний кишечника.

В центре есть и разработки, которые могут помочь в борьбе с раком. Совместно с институтом химии на биостанции проводили исследования нескольких веществ, которые в теории могут разрушать онкологические клетки. Один из препаратов действительно оказался эффективным - учёные продолжают его совершенствовать. А вот остальные не смогли бы справиться с опухолями. И именно биостанция помогла получить результат в кратчайшие сроки без множества экспериментов.