Наука о клетке как наименьшей единице живого на наших глазах перестает быть только теоретическим знанием. Успехи клеточной биологии и смежных дисциплин создали надежный фундамент для разработки принципиально новых подходов в лечении различных заболеваний. В последние годы разработан целый ряд перспективных клеточных технологий (первичные клеточные культуры, клеточная инженерия, тканевая инженерия, терапия стволовыми клетками), часть которых активно апробируется и совершенствуется на кафедре иммунологии и клеточной биологии факультета медицинской биотехнологии УдГУ.

Первичные клеточные культуры

Выращивание клеток вне организма в искусственных питательных средах или культивирование in vitro (дословно «на стекле») используется для изучения фундаментальных основ межклеточных взаимодействий в исследуемом органе. Кроме того, такие первичные культуры позволяют проводить первичный скрининг разрабатываемых лекарственных средств, а также исследовать клеточные реакции на вещества с неизвестным биологическим эффектом. Так, например, использование метода первичных лимфоцитарных культур позволило исследователям кафедры иммунологии и клеточной биологии выявить в сыворотке онкологических больных иммуноглобулины — супрессоры иммунного ответа. В перспективе разработка методов нейтрализации такого рода ингибиторов может решить проблему «ухода» онкологических опухолей из-под иммунного контроля.

Клеточная инженерия

Клеточная инженерия основывается на выделении из организма определенных типов клеток, придании им in vitro с помощью генетических конструкций или сигнальных молекул специфических свойств и введении их в организм больного. Наиболее ярким примером клеточной инженерии является использование особых — дендритных клеток для модуляции иммунного статуса организма. Возлагается много надежд на возможное их использование для стимуляции иммунитета против различных инфекций и злокачественных новообразований или, наоборот, торможения его при аутоиммунных заболеваниях и трансплантации органов и тканей. Получены первые обнадеживающие результаты в лечении опухолевых заболеваний, однако следует признать, что получение эффективных клеточных вакцин требует дополнительных исследований. На решение этой проблемы, в частности, направлены усилия коллектива кафедры иммунологии и клеточной биологии УдГУ. Непосредственной целью, которая сейчас стоит перед исследователями, является получение знаний о самих дендритных клетках (их выделение, культивирование и активация), антигенах (источники, приготовление и доставка) и об управлении дендритными клетками в организме реципиента (дозы, частота и пути введения).

Тканевая инженерия

Тканевая инженерия является самостоятельным междисциплинарным направлением. При этом для замещения пораженных органов и тканей используют принципы биологии и инженерии, с помощью которых восстанавливают, поддерживают или улучшают функции органов и тканей. Тканевая инженерия отличается от стандартной терапии тем, что сформированная инженерным путем ткань переносится в организм пациента, осуществляя постоянное и специфическое лечение болезни. Наиболее ярким примером подобной терапии является пересадка компонентов кожи при лечении ожогов. Такой подход в самом ближайшем будущем может стать реальной альтернативой классической трансплантологии.

Стволовые клетки

Значительные перспективы для восстановления функции пораженных органов и тканей сулит техника, связанная с использованием стволовых клеток. Все стволовые клетки, независимо от происхождения и источника выделения, обладают тремя общими уникальными свойствами — способны к делению в течение длительного времени; не специализированы, но способны к дифференцировке в любые специализированные клетки. В последние десятилетия были разработаны различные методы выделения и обогащения кроветворных стволовых клеток из периферической крови, костного мозга и пуповинной крови. В России вслед за странами Западной Европы и США создаются банки кроветворных стволовых клеток, в которых последние не только находятся на хранении, но и могут использоваться для трансплантаций и генной терапии. За последние пять лет опубликованы сотни сообщений о применении стволовых клеток в эксперименте и клинике. Однако ситуация, сложившаяся к сегодняшнему дню со стволовыми клетками, может быть описана фразой: «большие надежды, большие проблемы и пока невысокий эффект». Дальнейший успех в этой области напрямую связан с продолжением фундаментальных исследований. Поисковые исследования могут дать неожиданные результаты. Так, например, исследователями кафедры иммунологии и клеточной биологии УдГУ обнаружен феномен направленной активации внутриорганных соматических стволовых клеток поджелудочной железы в эндокринные островки, продуцирующие инсулин. Совершенствование этой технологии может лечь в основу принципиально нового, по сути своей революционного, способа лечения сахарного диабета.

Перечень примеров, наглядно демонстрирующих реальное значение клеточной биологии в решении актуальных проблем медицины, может быть продолжен. Вместе с тем уже сейчас становится очевидным, что дальнейший прогресс медицинской науки нуждается в новом знании. Медицина ХХI века, безусловно, будет основана на фундаментальных достижениях клеточной биологии. Теоретические и практические работы ученых УдГУ, работающих в этом направлении, по своей новизне и актуальности вполне конкурентоспособны, о чем свидетельствуют отклики на публикации в иностранных журналах. Наработанный ими объем знаний и ориентация на достижение социально значимых результатов открывает перспективы развития клеточной биотехнологии в Удмуртской Республике.