Ученые Донецка ускоренно развивают биотехнологии для регенеративной медицины.
Далеко не в каждой стране могут спасти человека, получившего очень сильный ожог тела. В Донецке, близ которого еще недавно грохотали бои, с этой задачей справляются. Взяв у пострадавшего клочок его уцелевшей от огня кожи, умеют из нее вырастить новый тоненький лоскут, которым прикрывают обгоревшую плоть. И приживется без каких-либо иммунных отторжений - свой ведь на все сто.
Как же это удалось? Чтобы ответить на этот вопрос, придется вернуться на век назад. Основа нынешнего Института неотложной и восстановительной хирургии (ИНВХ), представленного сейчас целым научно-медицинским комплексом практически в центре Донецка, была заложена в 1926 году. В это время здесь появилась поликлиника, а позже и больница для медобслуживания дончан, в основном горняков. Шахты на Донбассе в среднем до километра глубиной, а на столь далеких горизонтах нередки выбросы метана. Мало того что этот газ смертельно ядовит, так он еще и взрывоопасен. Пожары в горных выработках приводили к многочисленным жертвам, а тех, кого удавалось спасти, требовалось лечить от ожогов. Долго и тяжело. Зачастую безуспешно. Схожие травмы были нередки и на предприятиях металлургии. Вполне закономерно, что именно это направление стало центральным в главной больнице шахтерской столицы.
В годы оккупации здесь располагался немецкий госпиталь, а с освобождением города в 1943 году - уже наш. Секретарь Ученого совета ИНВХ кандидат медицинских наук Динара Шамильевна Дюба, проводя меня по коридорам института, рассказала: именно здесь тогда медсестрой работала Элина Быстрицкая, ставшая позже советской кинозвездой. А подойдя к окну, показала на Вечный огонь, горящий на месте захоронений погибших в годы оккупации - наших военнослужащих и мирных людей. Буквально в двух шагах от больницы фашисты разместили концлагерь.
В 1945 году больнице был придан статус Областной центральной клинической. ОЦКБ стала научной базой Донецкого медицинского института. Здесь действовали клиники ортопедии и травматологии, госпитальной терапии, факультетской терапии, заболеваний глаз, туберкулеза. В 1960 году в ОЦКБ был создан Ожоговый центр - один из первых в СССР. В 1975-м больница получила статус Республиканской школы передового опыта, с которым знакомились специалисты других республик СССР, а также других стран. А в 1999 году больница, где практическая медицина развивалась наравне с наукой, стала уже институтом.
Эта специализация с особой силой востребована именно сейчас. В институте воистину делают чудеса, спасая жизни наших ребят, получивших обширные ожоги и травмы при освобождении Донбасса уже от неонацистов в ходе СВО.
В Донецке бережно относятся к своему прошлому, научным школам, которые создавались десятилетиями. Речь идет прежде всего о входящем в состав ИВНХ Ожоговом центре. Его основал и возглавил Эмиль Яковлевич Фисталь - лауреат Государственной премии, заслуженный врач Украины, доктор медицинских наук, профессор. Был он директором и всего института, а сейчас является его почетным президентом. Причем продолжает успешно оперировать, несмотря на почтенный возраст!
Научным стержнем Ожогового центра стала лаборатория клеточного и тканевого культивирования, открытая для лечения больших раневых поверхностей. К сожалению, в 2014 году наука практически остановилась. Осада Донбасса со стороны Украины, варварские обстрелы ДНР, объявившей о своей самостоятельности, - все это поставило вопрос о выживаемости института, в лучшем случае сохранении того, что уже было достигнуто. Мрак начал рассеиваться лишь в 2022 году (после вхождения ДНР в состав России), а института - в подчинение Минздрава РФ. Началось финансирование исследований в рамках крупных грантов и госзаданий.
В лаборатории меня встретил ее заведующий Андрей Геннадьевич Попандопуло - доктор медицинских наук, профессор. В 2007 году именно они - А.Попанднопуло и профессор Э.Фисталь - в составе интернациональной группы врачей участвовали в спасении Джасурбека Хандамова - подростка из Казани, который поступил в одну из клиник Петербурга с 98% ожогов кожи.
Решающий вклад в успех внес Донецк. Именно в ИВНХ приготовили и передали в Петербург 30 доз фибробластов - клеток-предшественников кожи. Пока пациент полгода был в реанимации, для него в специальных инкубаторах выращивались пласты новой кожи, чтобы потом закрыть обожженные участки. Все в итоге получилось. В 2008 году юный герой живым и здоровым участвовал в церемонии вручения его спасителям российской премии «Призвание». Под аплодисменты его объявили первым в мировой истории пациентом, выжившим после столь огромного термического поражения кожи.
Андрей Геннадьевич рассказывает о работе живо и увлеченно, с неподражаемой южнороссийской живинкой и где-то с юмором, за которым видятся железная воля и стойкость, вера в свое дело, позволившие пережить воистину страшное восьмилетие. Рассказывает о себе: «Я хирург, а в воюющем Донецке хирурги не татуировками занимаются. Закончил дела в операционной - и сюда, в лабораторию, к науке. Коллектив нашей лаборатории почти полностью удалось сохранить. За все эти годы лишь двое сотрудниц уехали в эвакуацию в Россию».
Именно такой настрой позволил сберечь в Донецке редчайшую научную школу, коллектив единомышленников, горячо любящий свое дело и свой город, а также уникальное оборудование и помещения.
Отдадим должное: это и многие другие достижения во многом были предопределены человеком, имя которого сейчас носит институт. Профессор Владимир Корнеевич Гусак долгие годы возглавлял ИВНХ. Это по его инициативе в 2002 году была создана лаборатория, позволяющая внедрять в клиническую практику самые современные достижения биотехнологии, в первую очередь при лечении ожогов, когда требовалось восстанавливать кожные покровы.
Подготовка к эксперименту с подопытными животными в Центре для обучения хирургов. Фото автора
«Мы всегда стояли на позиции использования в биотехнологии собственных клеточных культур, фибробластов и кератиноцитов, от самого пациента. Это снимает вопрос иммунной реакции, отторжения, а также ряд этических моментов», - рассказывает А.Попандопуло.
В общих чертах схема получения новой кожи такова. От пациента с помощью биопсии берется фрагмент его кожи и далее расщепляется на отдельные клетки. Как правило, из них отбирают два основных типа: клетки фибробласта - соединительной ткани, составляющей основу кожи, - и клетки эпидермиса, выполняющие барьерные функции кожи. В течение определенного времени (доходит порой до месяцев ) идет выращивание этих клеток до объема, позволяющего уже делать какое-то раневое покрытие. Получаются в итоге очень тонкие пленки, толщиной в несколько клеток, но их площадь в сотни раз превышает отобранный при биопсии образец.
Вопрос в том, доживет ли пациент до своей новой кожи? Месяцы в таких случаях - слишком долгий срок, риск фатальных осложнений чрезвычайно высок. И вот здесь ситуацию спасает использование для временного кожного покрова чужих клеток - донорских. Такие клеточные пленки в больших объемах в институте можно выращивать впрок и хранить в криобанке в жидком азоте. При необходимости из этих клеток оперативно можно приготовить так называемый клеточно-коллагеновый композит, закрывающий раневые поверхности. Раньше на случай массовых аварий всегда был запас такого композита, причем были установлены его четкие параметры. Врачи должны были иметь возможность закрыть таким композитом всю площадь сверхкритического поражения кожи у 4 пациентов в течение 4 часов. Такая кожа успешно выполняла свою защитную барьерную функцию, что очень важно, чисто временную. Она не приживалась к телу и сравнительно легко уступала место уже постоянному кожному покрову пациента.
Совершенствование этого метода продолжается. Ученые института пришли к выводу, что уже освоенные методы в области биотехнологии можно использовать не только в отношении кожи, но и других видов клеток и тканей - костной и хрящевой, печени, миокарда, роговицы и др. Здесь стали активно работать в этом направлении - при повреждении таких тканей либо при недостаточности их функций. В итоге спектр заболеваний, при которых методы биотехнологии эффективны, значительно расширился. При этом практическая хирургия шла и продолжает идти параллельно с научным поиском. Активно здесь работают и со стволовыми клетками.
Сейчас научные исследования в лаборатории сосредоточены на создании трехмерных клеточных конструкций, условно говоря, живых протезов для устранения дефектов костных тканей, роговицы и др. Думается, самое время применять все эти наработки для лечения тех же бойцов, травмированных в ходе боевых действий.
Особое внимание уделяется не только эффективности разработанных методик, но и их безопасности для пациента. В Российской Федерации с этой целью для разрешения применения клеточных продуктов в клинической практике необходимо пройти процедуру лицензирования. Процесс этот уже начат, лаборатории предстоит ряд необходимых процедур.
В 2023 году при поддержке Минздрава России возобновилась и научная работа. Так, выполняется госзадание по теме магнитобиологии - использованию магнитных наночастиц для переноса нужных клеток в нужное место организма для лечения самых различных заболеваний. В рамках грантовой поддержки Российского научного фонда продолжается поиск различных раневых покрытий - как с использованием клеток, так и без них.
Эта работа идет в тесном сотрудничестве с ведущими федеральными центрами и научными институтами Российской академии наук. Среди них, в частности, Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, который сотрудничает с дончанами уже десятилетия и знает их очень хорошо. В работе начали активно использовать искусственный интеллект для анализа изображений клеток, их функциональных особенностей. Помогают освоить возможности нейросетей земляки из Донецкого института проблем искусственного интеллекта, а также коллеги из МГУ им. Ломоносова. Активно ведется сотрудничество с институтами Новосибирского Академгородка.
«Мы соскучились по большой науке. Восемь лет, когда ДНР находилась в блокаде под вражескими обстрелами, речь шла исключительно о первоочередных жизненных вопросах. Надо было просто выжить, оказать помощь раненым и погибающим. Институт работал в режиме госпиталя. К счастью, пришло время вернуться к нашим научным идеям. Они вновь востребованы. Гранты и госзадания обеспечивают нас всем необходимым - зарплатой, оборудованием, расходными материалами, реактивами и многим другим - на 2-3 года вперед», - сказал мне профессор Попандопуло.
С 2023 года институт регулярно получает аппаратуру, в том числе очень точную и современную, как отечественного, так и зарубежного производства. Возможности ученых в итоге значительно расширились. Они полностью переоснастили свою диагностическую службу, ее лаборатории. Уже действует 128-срезовый компьютерный томограф. На подходе еще более совершенный 640-срезовый, в этом году он начнет свою работу.
Также ими получен целый ряд оборудования для реанимации, фильтрации крови, замещения функций почек. Это мультифильтраты, аппараты искусственной почки и т. д. Всего в этом году поставлено более 150 единиц оборудования, что позволяет лечить самые сложные заболевания и ранения. Работы хирургам хватает, день у них ненормированный. Фронт хоть и отодвинули, но он, по сути, рядом. Полное освобождение ДНР еще впереди. Да, приходится тяжело, врачи и медсестры порой выгорают на работе, им приходится оказывать психологическую помощь. Но в целом с такой нагрузкой люди справляются. А интенсивная медицинская практика в экстремальных условиях стимулирует поиск новых решений, рождает смелые научные идеи, еще более совершенные медицинские технологии.
Геннадий Белоцерковский
Обложка: заведующий лабораторией клеточного и тканевого культивирования Андрей Геннадьевич Попандопуло. Фото автора
