Пожалуйста, отключите AdBlock.
Мы не просим большего, хотя работаем для вас каждый день.
наверх

Как с помощью уникальной биостанции в Иркутске изучают клетки

Что мы знаем о клетках? Помним школьные уроки биологии, но вряд ли догадываемся, как далеко наука шагнула в их изучении. В Иркутске исследования проводят на высокотехнологичной биостанции — единственной от Урала до Дальнего Востока. Чем интересно оборудование, и какие задачи позволяет решать, — подробнее на IRK.ru.

Лаборатория клеточных технологий и регенеративной медицины находится в микрорайоне Юбилейный. Отдельно стоящее здание расположено в стороне от жилого массива. Жители соседних домов наверняка не знают, что рядом с ними находится уникальный исследовательский центр.

Я приехала на 15 минут раньше, поэтому в числе первых попала в лабораторию. Перед тем, как зайти внутрь, мы надели халаты и бахилы. Помещение, в котором находится биостанция, небольшое, поэтому, чтобы не толкаться, заходили по три человека.

Биостанция для культивирования клеток и их анализа появилась в Иркутском научном центре хирургии и травматологии (ИНЦХТ) четыре года назад. «BioStantion CT Nikon» — третья в России и единственная на территории от Урала до Дальнего Востока.

Биостанция для культивирования клеток и их анализа
С помощью аппарата наблюдают за поведением клеток, определяют токсичны или полезны вещества для них
Биостанция для культивирования клеток и их анализа С помощью аппарата наблюдают за поведением клеток, определяют токсичны или полезны вещества для них

С помощью аппарата здесь наблюдают за поведением клеток, определяют токсичны или полезны вещества для них. Совместно с Иркутским институтом химии имени Фаворского СО РАН разработан и запатентован флуоресцентный сенсор, который помогает «видеть» процессы внутри живой клетки.

Клетки с флуоресцентным веществом
Клетки с флуоресцентным веществом

Старший научный сотрудник лаборатории Наталья Дрёмина задает команду, после чего биостанция берет образец и перемещает его под микроскоп. Изображение можно приблизить, настроить фокус, чтобы лучше рассмотреть клетки.

— Станция позволяет проводить уникальные научные исследования. Мы быстро и качественно можем определить токсичность вещества и его действие на клетки, — рассказывает Наталья Дрёмина. — При увеличении видим, что в данном случае материал нейтральный, клетки не гибнут, не отодвигаются от него, чего нельзя сказать о соседней лунке. В ней другой материал: клеткам рядом с ним некомфортно, они несовместимы. Его нельзя использовать, допустим, в трансплантологии, иначе клетки будут разрушаться.

Ученые изучают биосовместимость материалов. В первый день эксперимента (кадр слева) ничего не происходит, через шесть суток (кадр справа) — возле материала пространство пустое или занято погибшими клетками
Ученые изучают биосовместимость материалов. В первый день эксперимента (кадр слева) ничего не происходит, через шесть суток (кадр справа) — возле материала пространство пустое или занято погибшими клетками

Как отмечают в научном центре, c применением биостанции значительно сократилось количество экспериментов с участием животных. Раньше исследования занимали годы, сейчас достаточно нескольких дней, чтобы оценить перспективы использования нового вещества.

В лаборатории работают с животными клетками. Их выделяют у крыс и мышей, которые содержатся в виварии (помещение для содержания лабораторных животных — прим. ред.). Часть клеток замораживают и хранят при температуре -86 градусов. При необходимости сотрудники берут клетки и их компоненты из холодильника и используют в работе.

— Если нам дадут 10 образцов, то мы проведем испытания на станции и определим, какой можно дальше испытывать на животных, уже зная, что будет результат, — поясняют нам. — Все подряд в виварий не отправляем.

С помощью биостанции можно изучать изменения формы клеток в результате старения, специализации стволовых клеток внутри организма, реакции клеток на новые лекарства — вплоть до выращивания новых тканей. Последнее особо важно для восстановительной медицины.

— При воздействии определенных препаратов на стволовые клетки мы можем задать направление — в какой тип клетки они будут развиваться, — отмечает старший научный сотрудник лаборатории. — Стволовые клетки можно дифференцировать в хрящевую ткань или ткань связок. Учитывая, что в наше время много людей страдает патологией опорно-двигательного аппарата, это важное направление исследований.

«Печатание» органов человека — одна из самых актуальных биотехнологий. Перспективность данного направления неоспорима. Иркутские ученые ведут работы по изучению биосовместимости материалов.

—Биостанция позволяет работать с конкретной клеткой, создать ей те условия, которые необходимы, и заставить ее вести себя так, как нам нужно. Допустим, мы хотим, чтобы клетка участвовала в регенерации и хорошо заживляла раневые повреждения. На модели отрабатываем эти условия, которые затем можем применять для лечения пациентов в будущем, — объясняет заместитель директора по научной работе Иркутского научного центра хирургии и травматологии, доктор медицинских наук, профессор РАН Ирина Шурыгина.

Заместитель директора по научной работе Иркутского научного центра хирургии и травматологии, доктор медицинских наук, профессор РАН Ирина Шурыгина
Заместитель директора по научной работе Иркутского научного центра хирургии и травматологии, доктор медицинских наук, профессор РАН Ирина Шурыгина

По ее словам, биостанция позволяет наращивать клеточные массы на различных носителях, чтобы применять их в регенеративной медицине. Этим ИНЦХТ тоже начинает активно заниматься.

Сотрудниками Иркутского научного центра хирургии и травматологии получено свыше 300 патентов на изобретения. Активно ведутся разработки по лечению коленного сустава и деформаций стопы, в том числе малых пальцев, чтобы скорректировать походку и повысить удобство использования обуви.

Внутри аппарата созданы идеальные условия для клеток: влажность, высокий уровень углекислого газа. Клетки попадают в комфортную среду, что дает возможность работать с ними крайне бережно, не вызывая у них стресс, говорят в лаборатории.

Нам показали черно-белые снимки клеток. Можно задать такой режим работы станции, что она будет фотографировать их, к примеру, каждые два часа или каждые пять минут. Оборудование даже позволяет снимать кино о клетках. Но перед учеными стоят другие задачи.

За загрузкой станции внимательно следят, все эксперименты заранее планируют. Одновременно могут исследовать разные материалы, но важно, чтобы они не конфликтовали и не мешали друг другу.

Можно изучать любые процессы, происходящие в живых клетках, в реальном времени.

Совместные исследования с институтом органической химии позволили сотрудникам ИНЦХТ получить вещество, способное войти в клетку и покрасить органеллы в лизосомах. При помощи красителей в лаборатории наблюдают любые процессы в клетках.

— Мы можем смотреть, какие эффекты на клетки оказывают различные вещества, которые тестируем, и какие физиологические изменения в них они вызывают, — говорит старший научный сотрудник лаборатории Ирина Трухан. — Синим у нас окрашены ядра, зеленым — интенсивность энергетического обмена клеток, красным — лизосомы.

Старший научный сотрудник лаборатории Ирина Трухан
При воздействии токсичным веществом лизосомы разрушаются, и вся клетка окрашивается красным
Старший научный сотрудник лаборатории Ирина Трухан При воздействии токсичным веществом лизосомы разрушаются, и вся клетка окрашивается красным

В тесном сотрудничестве с институтом химии лаборатория проверяет антиопухолевую активность различных веществ. Своими научными исследованиями институт помогает в поисках эффективного лекарства в борьбе с раком.

— Из группы веществ противоопухолевым эффектом обладало только одно. Мы продолжаем с ним работать. Наши коллеги из института химии будут повторно испытывать доработанные версии. Выгодно, что мы не потратили много сил на работу сразу с животными, а провели исследования сразу на модели клеток, — подчеркнула Ирина Шурыгина.

Как говорят сотрудники лаборатории, можно и дальше изучать, что происходит с клетками при взаимодействии с таким веществом, что оно нарушает, насколько специфично. Препарат не должен быть токсичным для нормальных клеток.

Все исследования, проводимые с помощью уникального комплекса, имеют не только научное, но и практическое значение. Разрабатываемые новые клеточные технологии очень перспективны для применения в хирургии и травматологии.

На биостанции постоянно работают два сотрудника. Как говорит Ирина Шурыгина, за два года с нуля поставлены все технологии. «Когда достаточно далеко, в Сибири, есть центр высокого уровня, работающий на самых современных позициях, — это гордость для города», — добавила доктор медицинских наук.

Алина Вовчек, IRK.ru
Фотографии автора и Иркутского научного центра хирургии и травматологии

Загрузить комментарии
Фотография  из 
Закрыть окно можно: нажав Esc на клавиатуре либо в любом свободном от окна месте экрана
Вход
Восстановление пароля