Биотехнологии. Как выращивают кости и кожу для бойцов АТО

У пограничника Сергея в результате ранения, полученного в сентябре в одной из самых горячих точек АТО, вблизи Красной Таловкой Луганской области, – не хватает 14-ти сантиметров большой берцовой кости. До войны Сергей был предпринимателем и единственным кормильцем в семье.

"Киборг" Михаил, доброволец из батальона "Днепр-1", тоже был ранен в сентябре, в селе Пески во время разведки – их автомобиль обстреляли из пулемета, после чего раненый боец еще в течение трех часов участвовал в бое. Первую помощь ему оказали в Донецком аэропорту, а потом на вертолете доставили в Днепропетровск. В его ключице отсутствует до 10 сантиметров кости.

Сержант Нацгвардии Роман, один из тех, кто удерживал 32-й блокпост, – в результате боя был ранен взрывной волной, осколок выбил часть большеберцовой кости и мышц. До войны Роман работал учителем истории в школе. Туда же он планирует вернуться после выздоровления.

Все трое еще недавно были обречены на инвалидность. Сейчас у них появился шанс – восстановить утраченные кости с помощью органосберегающих операций.

Десять бойцов стали участникам проекта "Биотех - реабилитация раненых", созданного волонтерской группой "Народный проект" и частной клиникой.

Фактически, раненым защитникам "вырастят" недостающие кости из их собственных стволовых клеток.

Истоки регенеративной медицины в Украине

Такие операции стали возможны благодаря технологии выращивания стволовых клеток. Эту технологию развивают с 2012 года в одной из частных клиник Киева. В течение двух лет технология апробировалась, а медучреждение проходило этапы получения лицензии. И только в этом году стало возможным применение стволовых клеток в терапевтических целях.

Первые эксперименты по выращиванию клеток в Украине начались еще в Донецке, в 2000 году. Тогда в Институте неотложной и восстановительной хирургии академик Владимир Гусак пролоббировал создание лаборатории клеточного и тканевого культивирования.

В этой высокотехнологичной лаборатории, соответствующей американским стандартам GМP, проходили опыты по выращиванию стволовых клеток.

Изначально лаборатория в Донецке создавалась с целью выращивания "искусственной кожи" для лечения пациентов с тяжелыми ожогами (одна из наиболее распространенных производственных травм в Донецкой области) и финансировалась международными организациями.

"Чем старше человек, тем сложнее организм переносит травмы, в том числе кожи. Если на специально подготовленную рану нанести сеточку из стволовых клеток, то процесс дермообразования ускоряется в несколько раз, – поясняет биотехнолог Дмитрий Зубов. – Эти клетки активизируют иммунную систему и заставляют мозг очень быстро "чинить" травмированное место".

Специалисты донецкого института – медики и биологи – изучали методы культивирования клеток в лабораториях и медицинских центрах в Германии, Франции, России, Белоруссии.

Пограничнику Сергею предстоит операция, благодаря которой будет "восстановлено" 14 см. кости

Метод клеточной терапии использовался не только в операциях по пересадке кожи, но и при лечении ишемической болезни сердца.

Стволовые клетки, выращенные в лабораторных условиях, вводились в специальные ("голодающие") зоны миокарда. Когда эти участки возобновляли работу (т.е. начинали сокращаться), хирурги приступали к операции. Подобные манипуляции позволяли избежать пересадки сердца. А так как пересаживались собственные стволовые клетки, взятые предварительно у больного, то пациенту не нужно было принимать иммунодепрессивные препараты.

В Институте неотложной и восстановительной хирургии было проведено не менее 60 уникальных операций на сердце, около 80 операций по пересадке кожи.

Там же, в Донецке начались первые эксперименты по "выращиванию" костей.

Для этих операций используются костные носители (3D – матриксы, созданные из костной крошки), "обработанные" клетками пациента. По истечении нескольких месяцев после пересадки они "встраиваются" в костную ткань.

Такие операции считаются уникальными для постсоветского пространства. И сегодня, по словам биотехнолога Дмитрия Зубова, пока нигде, кроме Украины, не проводятся.

Научная и медицинская основа методу клеточной терапии была заложена в донецком Институте неотложной и восстановительной хирургии. Сейчас наработки донецких специалистов обрели вторую жизнь в частной клинике.

Фабрика по производству клеток

Часть донецких биотехнологов и клиницистов, работавших в Институте неотложной и восстановительной хирургии имени Гусака, переехали в столицу еще задолго до конфликта на востоке страны. (В целях безопасности мы не называем имена специалистов, – ред.) Некоторые из них сейчас работают в частной клинике, в которой несколько лет назад запустили лабораторию для выращивания клеток.

Один из основателей клиники Алексей Шершнёв поясняет, почему он инвестировал несколько миллионов долларов в создание высокотехнологичной лаборатории: "Какая у нас была мотивация открыть эту лабораторию? Мы изначально нацелились на продукт, который будет иметь коммерческий успех. Мы рассчитывали, что будет спрос на операции, связанные с дефектами кожи. Для таких операций нужны клетки, их мы выращиваем в своей лаборатории".

В мирное время "киборг" Михаил жил в Луганске и работал младшим сержантом МЧС

Он подчеркивает, что лаборатория не экспериментальная, а производственная – по сути, это фабрика по производству клеток. Она соответствует стандартам GMP, предполагающим высочайший уровень стерильности. Именно с этим фактором связана высокая цена запуска "завода" по выращиванию клеток.

Лаборатория разделена на несколько зон. Чтобы попасть в рабочую зону, где и происходит процесс выращивания, биотехнологии дважды переодеваются.

"Каждый раз, входя в новую зону помещений, воздух из предыдущего отсека выталкивается избыточным давлением в обратную сторону. Чем глубже в лабораторию вы проникаете, тем выше частота воздухообмена и воздухоочистки", – рассказывает Шершнев.

В зоне особой чистоты осуществляется выделение стволовых клеток из жира, который методом липоксаксии предварительно берется у пациента.

Биоматериал анализируется на зараженность бактериями и вирусами, после чего происходит "разбор" тканей на клеточные составляющие – отделение тех самых стромальных стволовых клеток.

После контроля и выделения клетки помещаются в питательную среду, где они и растут в инкубаторах – из 5 миллионов клеток первичного материала вырастает 100 и более миллионов клеток.

Снимок ключицы Михаила. Отсуствует около 10 см. кости

Выращенные клетки помещают в криобанк в контейнерах для длительного хранения в замороженном виде, или используются в клинических целях.

Идея использовать биотехнологии для лечения бойцов АТО появилась после изучения информации из столичных госпиталей.

"Впервые такая идея пришла нашему клиницисту, когда он узнал, что в одной из больниц лежит женщина с тяжелой травмой руки. Во время так называемого "перемирия" произошел обстрел Краматорска. Снаряд разорвался рядом с домом, в котором живет Наталья, и сильно травмировал женщину. Ей угрожало укорочение левой конечности на 6 см, значительное нарушение функции плечевого сустава и, как следствие, высокая вероятность инвалидизации. Вот она и стала нашей первой пациенткой", – рассказывает Шершенев.

Первую операцию в клинике провели за счет собственных средств компании. Однако в процессе более детального изучения ситуации оказалось, что среди раненых бойцов немало подобных пациентов.

И тогда медики клиники привлекли волонтеров "Народного проекта".

"Мы договорились, что проводим операции по себестоимости, а они собирают деньги на покрытие расходов клиники", – рассказывает Алексей Шершнев.

Стандартная цена операций с применением выращенных клеток варьируется от 150 до 300 тысяч гривен, но для проекта "Биотех - реабилитация раненых" клиника предоставляет скидку до уровня себестоимости.

Биотехнолог Дмитрий Зубов

Пограничнику Сергею, чтобы нарастить недостающие 14 сантиметров большеберцовой кости, необходимо 121.630 гривен – цена уже со скидкой. "Киборгу" Михаилу – чуть больше 167 тысяч, Роману – 155 тысяч. Часть денег уже собрана и перечислена на операции.

Все трое уже прошли необходимые исследования и забор клеток. Каждый из десяти бойцов-участников проекта находится на своем этапе лечения: кого-то уже прооперировали, кто-то ждет, "когда вырастут клетки".

Но первые результаты уже есть. В октябре Наталью из Краматорска прооперировали и вживили фрагмент костного носителя, "обработанного" клетками пациентки, выращенными в лаборатории.

"Спустя 1,5 месяца на контрольном снимке мы наблюдаем размывание линии между костным фрагментом и клеточно-тканевм материалом, выращенным в лабораторных условиях. А это говорит об активном процессе срастания", – комментирует лечащий врач.

Регенеративная медицина

"Такие операции не делают нигде в мире", – утверждают в клинике. Биотехнолог Дмитрий Зубов рассказывает, что на специализированной конференции в Лейпциге, презентуя результаты клиники, сорвал овации.

Алексей Шершнев поясняет, что делать операции в Украине проще: "Дело в том, что сфера клеточных технологий в цивилизованных странах на данный момент находится на стадии научных исследований. Там подобные опыты могут идти 8-10 лет. У нас, как в случае с Донецком, – жизнь заставила ещё в 2000 годах перейти от теории к практике. Поэтому в этой сфере как это не удивительно Украина ушла дальше".

Как предприниматель, Шершнев мечтает поставить такие операции на поток.

В его клинике стволовые клетки используются и в лечении некоторых видов бесплодия, связанных с патологией тканей.

Биотехнолог Зубов, стажировавшийся в Санкт-Петербурге, Германии и Франции, считает, что клеточные технологии в ближайшие 5-10 лет могут серьезно изменить представления о медицине.

Сержант Роман из Кривого рога до войны работал учителем истории. В школу он планирует вернуться и после реабилитации

"Хотя нам еще далеко до того, чтобы выращивать органы, но уже сейчас понятно, что следующий этап развития – это печать органов в биопринтере из собственных клеток. Но это пока еще теория, если не сказать, фантастика", – поясняет напоследок биотехнолог.

А пока "как фантастика" для бойцов АТО звучит возможность из собственных клеток получить недостающие 5, 10, 14 сантиметров кости. Ведь никакой самый лучший в мире протез не заменит свой (пусть и восстановленный) сустав.

Помочь в лечении и узнать о самочувствии можно на сайте проекта "Биотех. Реабилитация раненых"

Анастасия Рингис, УП.Жизнь