Алиев. Современные клеточные технологии в медицине - файл n1.doc

Алиев. Современные клеточные технологии в медицине
скачать (1468 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1468kb.21.10.2012 09:57скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ: Разработка биологических основ технологии получения и длительного хранения стволовых клеток из различных источников для клеточной терапии заболеваний человека и внедрение современных клеточных медицинских технологий и терапевтического клонирования в практическое здравоохранение.

Задачи Программы:

180





мультицентровых).

• Оценка изменения качества жизни пациентов после применения методов
клеточной терапии.

5. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ 5.1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Масштабы проблем, решаемых в рамках Программы, необходимость координации разрабатываемых мер с возможностями республиканского бюджета обусловливают ее реализацию в два этапа.

На первом этапе (2008—2010 гг.) предполагается решение следующих задач: — выделение, типирование и изучение биологических и специальных

181

свойств стволовых/прогениторлых клеток человека из различных источников в эксперименте;

На втором этапе (2010—2012 гг.) предполагается расширить и завершить существующие разработки заместительной и восстановительной клеточной терапии с использованием наиболее перспективных стволовых клеток и дать предложения к внедрению разработанных технологий в медицинскую практику. Также будут осуществлены широкомасштабные клинические исследования по обоснованию применения клеточных препаратов стволовых клеток в медицинской практике с расширением показаний к применению их в других областях клинической медицины (кардиология, эндокринология, общая терапия, травматология, гастроэнтерология и т.д.).

Основные направления Программы

Наименование тематики, Годы ис- Исполнители

характеристики полнения

1. Стволовые/прогениторные клетки. 2008—2010 гг. Национальный научный центр

Лабораторно-экспериментальные хирургии им. А. Н. Сызганова,

исследования. Институт молекулярной биоло-

■ Определение условий направленной ский), Институт репродуктив-
дифференцировке СК. Изучение ме- ной медицины г. Алматы
таболизма СК, создание специаль­
ных культуральных сред, разработка
оптимальных условий культивирова­
ния СК, обеспечивающих длительное
хранение их плюрипотентной спо­
собности к индуцируемой дифферен-
цировке. ___—

182

■ Разработка режимов консервации и
длительного хранения СК для обес­
печения исследований с норма­
тивным клеточным материалом.

• Изучение влияния микроокружения
на процессы развития эмбриональ­
ных СК в культуре, включающего
элементы внеклеточного матрикса,
ростовые факторы и другие биоло­
гически активные молекулы для их
использования при разработке спо­
собов направленной дифференциров­
ки этих клеток.

■ Исследование механизмов действия
внеклеточных индукторов-цитоки-
нов на дифференцировку СК.

• Исследование молекулярных меха­
низмов дифференцировки стволовых
клеток в клетки различного типа для
дальнейшего использования в кле­
точной трансплантологии.

■ Определение степени чистоты ство­
ловых клеток различного происхож­
дения.

• Исследование фенотипической и
функциональной гетерогенности
стволовых клеток различного про­
исхождения.

Определение типа дифференцировки
и ее степени по профилю экспрессии
генов в культуре клеток.

2. Стволовые клетки соматические 2008—2010 гг. Национальный научный центр

(костного мозга и периферической хирургии им. А. Н. Сызганова,

крови), коммитированные клетки — Институт молекулярной биоло-

предшественники гемопоэза. гии и биохимии им. М. А. Айтхо-

Лабораторные исследования: жина МОН РК, НИИ кардио-

• Выделение, сбор и идентификацион- логии и внутренних болезней
ные характеристики СК. МЗ РК, Научный центр педиат-

• Исследование механизмов действия
внеклеточных индукторов-цитоки-

нов на дифференцировку СК.

3- Проведение доклинических исследова- 2008—2012 гг. Национальный научный центр

ний и клинических испытаний препа- хирургии им. А. Н. Сызганова,

ратов стволовых/прогениторных НИИ кардиологии и внутренних

клеток. болезней МЗ РК, Научный

183

• Завершение проведения доклини- центр педиатрии и детской
ческих исследований. хирургии МЗ РК

■ Завершение разработок экспери­ментальных методов заместительной и восстановительной терапии с использованием СК и представление обоснованных предложений к внедре­нию соответствующих клеточных технологий в медицинскую практику.

• Клинические исследования по
утвержденному протоколу, отве­
чающие правовым и этическим
нормам.

По направлениям: 2008—2012 гг. Институт молекулярной биоло-

а. Биология стволовых клеток гии и биохимии им. М. А. Айтхо-

жина МОИ РК, НИИ проблем биологической безопасности (пгт. Гвардейский), Институт ре­продуктивной медицины г. Алматы

б. Экспериментально-лабораторные ис- 2008—2012 гг. НИИ кардиологии и внутренних
следования свойств СК болезней МЗ РК, НИИ проблем

биологической безопасности (пгт. Гвардейский)

в. Хирургия 2008—2012 гг. Национальный научный центр

хирургии им. А. Н. Сызганова

г. Онкогематология 2008—2012 гг. Научный центр педиатрии и дет-

ской хирургии МЗ РК

д. Кардиология и внутренние болезни 2008—2012 гг. НИИ кардиологии и внутренних

болезней МЗ РК

е. Другие Другие институты

ж. Специальные доклинические исследо- 2008—2012 гг. Институт клеточных медицин-
вания (инфекционная и генетическая ских технологий
безопасность и др.)

5.2. МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

Имеется два пути реализации Программы:

I. Для полной и качественной реализации Программы необходимо создание отдельного структурного подразделения (Институт или Центр клеточных медицинских технологий). Решение должно приниматься на уровне Прави­тельства РК. Можно создать единый Центр в г.Алматы совместно с Центром биологических исследований Министерства образования и науки РК. Примерная структура такого института может выглядеть следующим образом (рис. 1) Созданный двумя Министерствами Институт (Центр) клеточных медицинских технологий будет представлять научное подразделение с адаптированной структурой для выполнения конкретных медицинских задач, а именно — создания различных клеточных линий клеток органов и тканей (кардиомиоциты, нефроциты, другие типы клеток), пригодных для трансплан-

184

тации в специализированных медицинских учреждениях с соответствующими отделениями трансплантации.

Структура отдела доклинических и клинических исследований может быть минимально представлена тремя основными лабораториями:

  1. Лаборатория цитологических и цитохимических исследований;

  2. Микробиологическая лаборатория;

  3. Иммунологическая лаборатория.

Обязательно необходим в структуре такого института и организационно-методический отдел или лаборатория. Его функцией будет разработка стандартов и адаптация зарубежных требований GLP или GMP, а также ISO 2000/901(в связи с ожидаемым вступлением в ВТО).

Структура экспериментального отдела также может быть представлена тремя-пятью лабораториями:

  1. Лаборатория эмбриональных стволовых клеток человека;

  2. Лаборатория стволовых клеток костного мозга и крови человека;

  3. Лаборатория технологии клеточных культур;

  4. Лаборатория экспериментальной клеточной терапии;

  5. Лаборатория биологии стволовых клеток.

Общий штат Института (Центра) не должен быть более 100 человек.

Остальной административно-управленческий персонал должен соот­ветствовать штатному расписанию Научного центра по требованиям обоих министерств.

Для проведения доклинических исследований может понадобиться небольшой и хорошо оснащенный виварий с животными последних зарубежных линий, на которых проводятся исследования стволовых клеток (например SCID/NOD). Лаборатории должны быть оснащены современным лабораторным оборудованием.

В составе Института (Центра) необходимо создание Банка стволовых клеток. В нем будет обеспечено хранение всех выделенных и охарактеризо­ванных клеточных линий стволовых/прогениторных клеток человека, прошедших соответствующую регистрацию и включенных в мировой перечень Регистра стволовых клеток. Затем эти клетки можно использовать и для прода­жи за рубеж и в качестве обменного фонда между всемирной сетью банков стволовых клеток по разновидностям (например: костного мозга или крови) при необходимости срочной трансплантации.

II. Создание кластера клеточных медицинских технологий.

Основными местами выполнения Программы являются научные центры и институты МЗ РК и МОН РК, локализованные в г. Алматы и недалеко от него — НИИ проблем биологической безопасности (пгт. Гвардейский Жамбылской области).

Министерство здравоохранения и Министерство образования и науки Республики Казахстан создают единую структуру в виде кластера по клеточным медицинским технологиям с управляющей дирекцией на базе указанных выше организаций и обеспечивают совместную разработку научно-технической отраслевой программы и ее целевое финансирование. Для этого они проводят следующие мероприятия:

185

Министерство Министерство
здравоохранения РК " ^^^и^"^^^^- образования и науки
| | РК

IX, -^|

д^ Институт (центр) клеточных медицинских технологий

1 Отдел доклинических й \ Отдел лабораторно- и

\ и клинических I \ экспериментальных ж

\ исследований Ж \ исследований Ж

\ 1. лаборатория Ж \ 1. лаборатория Ж

\ 2. лаборатория Ж % 2. лаборатория Ж

\ 3. лаборатория Ж \ 3. лаборатория Ж

^у у=у

Рис. 1. Примерная структура Института (Центра) клеточных медицинских технологий с необходимыми лабораториями (без административно-управленческого аппарата и других

подразделений)

Выполнение Программы будет осуществляться в соответствии с Планом мероприятий по ее реализации и в зависимости от объема ежегодного бюджетного финансирования, устанавливаемого Правительством РК, Министерство здравоохранения РК и Министерство образования и науки РК будут осуществлять контроль за ходом исполнения плана мероприятий и достижений планируемых показателей Программы.

6. НЕОБХОДИМЫЕ РЕСУРСЫ И ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ

Финансовое обеспечение Программы осуществляется в рамках государ­ственного заказа в пределах средств, предусмотренных администратором

186

Программы в республиканском бюджете на соответствующие финансовые годы в объеме бюджетных средств, необходимых для реализации мероприятий 2007— 2009 гг.

Предусмотренные финансовые затраты, связанные с реализацией Програм­мы, составляют всего 6864 млн. тенге, в том числе по годам: в 2008 г. —1688 млн. тенге; в 2009 г. —1588 млн. тенге; в 2010 г. —1275 млн. тенге.

Общие затраты на реализацию Программы в 2008—2010 гг. в сумме 6864 млн. тенге даны с учетом расходов на образование Института (Центра) клеточных медицинских технологий в г. Алматы.

7. ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

В области биотехнологии ГСК ожидается создание отечественных технологий выделения ГСК из малых объемов крови и наращивания клеточной массы ГСК в условиях культивирования ex vivo без потери их основных свойств. На разработанные технологии будут получены патенты Евразийского уровня. Будут также подготовлены кандидатские диссертации по специаль­ностям "биотехнология" и "клеточная биология".

В области фундаментальных исследований ожидается получение приоритетных данных о молекулярных механизмах дифференцировки стволовых клеток и возможности их использования в клинической трансплантологии. Будут получены также данные о роли и механизмах участия ГСК в репарации поврежденных тканей и модуляции иммунных процессов при различных патологических состояниях. Ожидается подготовка кандидат­ских и докторских диссертаций, публикации в престижных западных научных журналах, а также получение патентов Евразийского и международного уровней. Будут подготовлены диссертации по специальности "молекулярная биология".

Будут разработаны методы получения, типирования и консервации стволовых клеток костного мозга, пуповинной и периферической крови, характеризующиеся высоким пролиферативным потенциалом и обладающие способностью к дифференцировке в клетки различных органов и тканей человека на всех этапах онтогенеза, а также методы длительного культиви­рования с целью увеличения количества жизнеспособных стволовых клеток в условиях in vitro. Будет разработана нормативно-техническая документация, регламентирующая оптимальные условия размножения стволовых клеток вне организма.

Ожидается создание препаратов стволовых клеток из известных источников, которые могут быть рекомендованы после соответствующих доклинических исследований и клинических испытаний к использованию в терапевтических целях в современной медицинской практике. На них предполагается получение патентов Республики Казахстан, Евразийского и международного уровней.

Впервые в стране будет создана уникальная инфраструктура оказания специализированной помощи с использованием достижений клеточных медицинских технологий в соответствии с имеющимися потребностями и уровнем организационных и медицинских технологий страны.

187

Применение новых отечественных препаратов для клеточных медицинских технологий лечения существенно повысит качество медицинских услуг населе­ния путем ее доступности и меньшей стоимости по сравнению с зарубежными аналогами. Население практически получит доступ к новым, а в некоторых случаях (кардиохирургия, онкогематология, наследственные заболевания, иммуннодефициты) жизненно важным лекарственным средствам.

Реализация мероприятий Программы позволит добиться конкурентоспо­собности в стремительно развивающейся мировой отрасли новых медицинских клеточных технологий лечения заболеваний и, следовательно, конкурентоспо­собности Казахстана и нации в целом. Научные результаты Программы после внедрения их в медицинскую практику позволят существенно повысить ка­чество оказываемой специализированной медицинской помощи населению Казахстана.

Создание собственных линий стволовых клеток, соответствующих меж­дународным стандартам позволит встать в один ряд с ведущими научными державами и занять лидирующее положение в Центральноазиатском регионе не только в научном плане, но и в плане продажи более дешевых по сравнению с зарубежными аналогами технологии получения и использования для лечения заболеваний новых поколений препаратов стволовых клеток человека.

8. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

Широкие возможности применения стволовых клеток для клеточной заместительной и восстановительной терапии были положительно оценены в США, Англии, Германии, Японии и ряде других стран. Использование необыкновенных возможностей стволовых клеток позволит лечить такие тяжелейшие болезни, как диабет, печеночную недостаточность, заболевания сердца и болезни Паркинсона и Альцгеймера.

В Казахстане в 2002 г. насчитывалось 108 900 больных с онкологическими заболеваниями детей и взрослых. Ежегодный прирост заболеваемости состав­ляет 27 000—28 000 вновь выявленных больных. Если считать, что потребность в первичных трансплантациях гемопоэтических стволовых клеток ГСК составит 25% от общего числа онкологических больных, то, по нашим расчетам, существует примерный спрос—25 000 доз препарата ежегодно, что в денежном эквиваленте будет составлять при примерной стоимости 30 000 тенге одной дозы препарата 750 млн. тенге в год. Таким образом, использование ГСК только с целью полноценного лечения социальных онкологических заболеваний в стране позволит в течение 2,5 лет возместить понесенные государством расходы на финансирование настоящей Программы. Лечение сердечно-сосудистых и других заболеваний при начальной потребности 400 проводимых процедур в год при примерной стоимости 60 000 тенге одной процедуры из-за дороговизны применяемой во время лечения манипуляции позволит получить 12 млн. тенге дохода в счет государства в год.

В Казахстане производство препаратов отсутствует. В связи с этим прогно­зируется высокая экономическая эффективность осуществления Программы в связи с низкой рентабельностью получения специализированных типов клеток из стволовых клеток и возможностью их реализации за рубежом.

188

9. СОЦИАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

Социальный эффект от реализации программы при достижении намеченных показателей будет значительным (решение проблем трудозанятости, сохранение квалифицированных кадров и т.д.). Будет улучшено качество жизни больных социально значимыми онкологическими заболеваниями и снижена смертность от сердечно-сосудистых и других заболеваний человека.

10. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

Признание Правительством РК биотехнологии одним из важнейших при­оритетов развития науки в стране на ближайшие годы ставит важнейший вопрос перед медицинской наукой страны—как эффективно можно будет применить разработанные в Центре биотехнологии препараты, в том числе и стволовые клетки в медицинской практике. Не имея практически возможности проводить доклинические и клинические исследования по общепринятым междуна­родным стандартам при отсутствии современной клинико-лабораторной базы и обученных специалистов продукция биотехнологов окажется не способной дойти до потребителя и утратит свои конкурентоспособные преимущества.

Реализация предлагаемой Программы позволит за короткий срок (2007— 2009 гг.) создать необходимую научную инфраструктуру с хорошей лабора-торно-клинической базой (Институт клеточных медицинских технологий) для проведения испытаний любых биотехнологических препаратов, в том числе стволовых клеток и их дериватов. Последнее позволит приобрести значи­тельную конкурентоспособность отечественной биотехнологической продук­ции и позволит оградить рынок от поступления в страну поддельных препаратов стволовых клеток из ближнего и дальнего зарубежья. В настоящее время на рынке страны имеются случаи продажи под видом косметических средств препаратов стволовых клеток и их производных, преимущественно из России и Украины.

Впервые в стране будут разработаны и применены на практике с соблю­дением всех международных стандартов препараты стволовых клеток, полученные с заданными свойствами отечественными учеными. Разработка и внедрение в медицинскую практику методов клеточной технологии лечения заболеваний создаст не только научный прецедент, но и позволит Республике Казахстан стать лидером этого нового конкурентоспособного и инновацион­ного направления развития науки в Центральноазиатском регионе.

Получение постоянных линий эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и разработка метода направленной селективной дифференцировки ЭСК в попу­ляцию с единообразным нормированным фенотипом и функцией создаст усло­вия для развития нового для страны направления — терапевтического клонирования.

Будет подготовлено за короткий срок новое поколение отечественных уче­ных, способных решать крупномасштабные научные задачи мирового уровня, способных создавать конкурентоспособную научную продукцию.

Традиционным результатом Программы будет получение патентов Республики Казахстан, международных и Евразийских патентов на препараты и способы лечения с применением разработанных в Казахстане методов клеточной терапии больных с различными заболеваниями.

189

i

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АКШ —аортокоронарное шунтирование

АМКМ—аутологичные мононуклеары костного мозга

CD — кластеры дифференцировки, определенные специфическими методами

ДКМП—дилатационная кардиомиопатия

ГСК КМ — гемопоэтические стволовые клетки костного мозга

ГМ — КСФ (GM-CSF) — гранулоцитарно-макрофагальный колониести-мулирующий фактор

Г—КСФ (G-CSF) — гранулоцитарный колониестимулирующий фактор

ГСПК—гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки

ГСК/ПК—гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки

ГСК — гемопоэтические стволовые клетки

Ig А, Е, G, М — иммуноглобулины А, Е, G, М

ИБС—ишемическая болезнь сердца

ИЛ (IL)—интерлейкины, например интерлейкин 2—ИЛ-2 (англ: IL-2)

ИМ—инфаркт миокарда

ИФН (IFN) — интерферон

КМЦ—кардиомиоциты

КСФ (CSF) — колониестимулирующий фактор

ЛБФВ — общая левожелудочковая фракция выброса

ЛПС—липополисахариды

МИФ (MIF)—фактор, угнетающий миграцию

М—КСФ (М —CSF) —моноцитарный колониестимулирующий фактор

МНС I и II (англ. Maj or Histocompatiibility Complex) — главный комплекс гистосовместимости, получивший у человека название HLAI и HLAII антигены лейкоцитов.

МСК—мезенхимальные стволовые клетки

NK—натуральные киллеры

ОИМ—острый инфаркт миокарда

ПК—пуповинная кровь

СК—стволовые клетки

СК КМ—стволовые клетки костного мозга

СК ПК — стволовые клетки пуповинной крови

СН — сердечная недостаточность

TcR—мембранные АГ-распознающие рецепторы Т-клеток

ТФР (TGF)—трансформирующий фактор роста

ThO—Т-лимфоциты (нулевые) недифференцированные, не имеют маркеров

Th—Т-лимфоциты-хелперы

Th 1—Т-лимфоциты-хелперы-1

Th2—Т-лимфоциты-хелперы-2

ТП—трансплантация клеток

ФНО (TNF) — фактор некроза опухолей

190

Содержание

Введение 3

Перспективы клеточной терапии в лечении заболеваний сердца 6

Эндогенные гемопоэтические стволовые клетки как источник аутологичной клеточной
терапии 29


Оценка показателей иммунной системы и уровня цитокинов в сыворотке крови условно
здоровых лиц при введении препарата суспензии (взвеси) гемопоэтических стволовых
клеток пуповинной крови 59

Выводы: 80

Выделение и культивирование гемопоэтических стволовых клеток человека 82

Заключение 112

Моделирование инфаркта миокарда и его экспериментальная клеточная терапия 118

Моделирование острого инфаркта миокарда в эксперименте 125

Методы моделирования экспериментального инфаркта миокарда —

Этапы развития экспериментального инфаркта миокарда 126

Анализ полученных результатов 127

Изучение показателей электрофизиологических показателей при

экспериментальном инфаркте миокарда —

Исследование патоморфологических характеристик миокарда при

экспериментальном инфаркте миокарда —

Выводы 132

Получение обогащенных фракций ГСК/ПК из костного мозга крыс методом

изопикнического центрифугирования на градиентах перкола 132

Отработка режима введения стволовых клеток 134

Результаты введения ГСК/ПК в сердечную мышцу при ОИМ 135

Заключение 137

Концепция по изучению и использованию клеточных технологий в медицине 140

Введение —

  1. Анализ современного состояния проблемы использования клеточных технологий в современной медицине —

  2. Цели и задачи концепции 148

Основные направления и механизмы реализации концепции 149

Этапы реализации основных положений концепции 150

Ожидаемые результаты от реализации концепции 152

Заключение 153

Научно-техническая отраслевая программа 154

Развитие клеточных медицинских технологий в Республике Казахстан 154

Содержание —

  1. Введение 156

  2. Анализ современного состояния проблемы 158




  1. Стволовые клетки как объект клеточной терапии 160

  2. Клеточная терапия с использованием гемопоэтических стволовых/ прогениторных клеток человека 161

  3. Направления клинического применения стволовых клеток человека 164

  4. Биотехнология и стволовые клетки 171

191

  1. Разработка методов получения, обработки и длительного хранения стволовых клеток, полученных из различных источников (периферическая и пуповинная кровь, костный мозг) 171

  2. Разработка технологий длительного культивирования стволовых клеток в условиях ex vivo 174

  3. Разработка технологий направленной дифференцировки выделенных стволовых клеток в специализированные типы клеток in vitro 176

  4. Разработка методов криоконсервации стволовых клеток для длительного

хранения 177

3.5. Правовые и этические аспекты клеточной терапии 179

  1. Цель и задачи Программы 180

  2. Основные направления и механизмы реализации Программы 181




  1. Основные направления Программы —

  2. Механизмы реализации Программы 184




  1. Необходимые ресурсы и источники финансирования 186

  2. Ожидаемые результаты от реализации Программы 187

  3. Экономический эффект от реализации Программы 188

  4. Социальный эффект от реализации Программы 189

10. Научно-технический эффект от реализации Программы —

Условные сокращения 190

Алиев Мухтар Алиевич

СОВРЕМЕННЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ

Художественный редактор А. Рысдаулетова Технический редактор К. Турымбетова Компьютерная верстка Д. Шариповой

Государственная лицензия № 0000001 выдана издательству Министерством образования и науки Республики Казахстан 7 июля 2003 года

ИБ № 8921 Подписано к печати 12.12.06. Формат 60х90'/16. Бумага офсетная. Гарнитура "Школьная". Усл. п. л. 12,0. Усл. кр.-отт. 30,5. Уч.-изд. л. 14,03. Тираж 1000 экз. Заказ №41

Издательство "Мектеп", 050009, г. Алматы, пр. Абая, 143

Отпечатано в типографии

ТОО "Полиграфсервис",

г. Алматы, ул. Джандосова, 65
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации