Любовь Бабийчук |
Последнее время мне все чаще попадаются факты, которые свидетельствуют, что достижениями современной науки жители Украины зачастую пользуются в меньшей мере, чем в развитых странах — животные. Так, на недавнем международном симпозиуме по биоэтике выяснилось, что государства Западной Европы выработали «Пять свобод для животных», которые недостижимы у нас и для людей. А воспользоваться в случае необходимости разработанным в Харькове уникальным методом криоконсервирования крови, о котором пойдет речь, несравненно больше шансов имеют, увы, не мы с вами, уважаемые читатели, а …японские кошки.
Проблемы криогенной консервации
Как свидетельствуют историки, кровь использовалась в лечебных целях еще в древнем Египте, а по некоторым источникам, даже раньше. В основном в виде напитка, как средство от эпилепсии, проказы, старения. Есть, например, свидетельство, что таким образом «лечился» Людовик ХI.
Сейчас переливание крови — обычная процедура. Миллионы людей во всем мире сдают кровь в качестве доноров и принимают ее в качестве пациентов. И хотя чем дальше, тем больше медики выявляют проблемные стороны переливания крови, которая, по-видимому, так же индивидуальна, как отпечатки пальцев, альтернативы ей пока не существует. Поэтому одной из проблем современной медицины является возможность создания необходимых запасов крови, то есть проблема криогенной консервации. Сохранить кровь живой на долгие годы может только глубокий холод, жидкий азот с температурой минус 196 градусов по Цельсию.
Однако заморозить кровь таким образом, чтобы после размораживания она осталась живой и здоровой, отнюдь не просто. Нужны особые вещества — криопротекторы, которые предотвращали бы образование кристалликов льда, разрушающих нежную клетку. Сейчас во всем мире в основном используются так называемые проникающие криопротекторы, например, глицерин. Он хорошо защищает структуры клеток. Но после размораживания, перед введением реципиенту, глицерин по разным причинам, прежде всего из-за его токсичности, из крови нужно удалить.
Вот и приходится сначала трижды промывать оттаявшие клетки физиологическим раствором в специальном режиме, «ступенчато», убывающими концентрациями. Кстати, этот метод, общепринятый сейчас во всем мире, был разработан еще во времена СССР в Центральном институте гематологии и переливания крови. Однако эта процедура, требующая минимум полтора-два часа, неприменима в экстремальных ситуациях, когда дорого время, когда счет идет на минуты. Например, при необходимости срочной операции, спасения людей, пострадавших во время несчастных случаев, стихийных бедствиях или военных действиях. В такие моменты громоздкая процедура отмывания, требующая особого оборудования, мало пригодна.
Ученые Института криобиологии и криомедицины НАН Украины, которым руководит известный ученый, академик НАНУ В.Грищенко, разработали новый метод замораживания, который гораздо проще, дешевле и удобнее в практике. Отмывания он не требует, переливание крови можно производить сразу после размораживания, что особенно важно в полевых условиях. Достаточно привезти в термосе замороженную кровь, минуту-две размораживать ее в водяной бане при температуре плюс 42—44 градуса и можно переливать. Не через часы, а минуты. Нередко это цена жизни…
Закалка полезна
даже клеткам
Нужно заметить, что разные клетки организма, в том числе разные клетки крови, требуют разных режимов криоконсервирования.
Харьковчане исследовали эритроциты. Они особенно ценны, поскольку выполняют важнейшую функцию — доставляют кислород из легких во все уголки нашего организма. У здорового человека в 1 мл крови находится около 5 миллионов красных кровяных телец. У разных людей эритроциты по виду одинаковы, а вот по качеству различаются довольно сильно (например, у пожилых людей содержат много холестерина). Есть и групповая специфичность, причем вторая группа крови — самая устойчивая к замораживанию.
Поначалу цель исследований была чисто теоретической. Харьковчане исследовали, как воздействуют растворы различных веществ на поведение мембраны эритроцита, поскольку именно она во многом определяет устойчивость клетки к замораживанию. Среди них был и раствор вещества, которое называется ПЭО-1500. В отличие от проникающего в клетку глицерина, этот кандидат в непроникающие криопротекторы абсолютно безвреден для человека. Он дешев и издавна применяется при изготовлении различных мазей и зубных паст. Но в бочке меда таилась ложка дегтя. Проблема заключалась в том, что окутанные этим веществом клетки за время снижения температуры от комнатной до нуля переживали холодовой шок, то есть в мембране происходили повреждения, которые давали о себе знать только после размораживания.
— Мы первыми разработали особый метод холодовой стабилизации клеток перед замораживанием, позволяющий избежать шока, — рассказывает руководитель работ, кандидат биологических наук Любовь Бабийчук. — Тонкость заключается в том, что перед обычной процедурой замораживания в эритромассу — это более плотная и чуть более темная, чем кровь, жидкость, от которой отделена плазма, — добавляется раствор протектора ПЭО-1500 при низкой, но положительной температуре среды. И в особом режиме, медленно и постепенно происходит их смешивание. Подробности этой технологии — это наше ноу хау. Такая предварительная адаптация как бы закаляет клетку эритроцита. Холодовой шок не наступает и все ее структуры остаются целыми и невредимыми, однако на молекулярном уровне характерные изменения все-таки происходят. Например, хотя криопротектор и не проникает внутрь клетки, но в мембрану внедряется, «вытягивая» из клетки часть (до 30%) внутриклеточной воды. В результате эритроцит «худеет».
После такой адаптации «коктейль» из эритромассы и криопротектора замораживается до минус 196 градусов по Цельсию простым погружением в жидкий азот. Харьковчане определяли структурно-функциональную полноценность клеток после размораживания согласно всем общепринятым в мире тестам — на гемолиз, осмотическую хрупкость, сохранность кислородтранспортной функции. С помощью изотопов было проведено также испытание на приживаемость эритроцитов в русле крови реципиентов-добровольцев. Как оказалось, после введения в кровь остаются живыми и здоровыми 85% эритроцитов. Это хороший показатель, он допускается при самых жестких нормах.
А что происходит с самим криопротектором в нашем организме? Он утилизируется почками и выводится из организма. Если кровопотеря очень велика, требуется обменное переливание и врач решает, что в такой ситуации не стоит перегружать почки пациента большим количеством протектора, тоже не беда. Харьковчане разработали очень простой экспресс-способ удаления, который занимает не более десяти минут. Таким образом отпадает необходимость в трехкратной процедуре отмывки, сложном оборудовании и строгой стерильности отмывочных растворов.
Храните кровь в банке
— Когда можно будет говорить о применении новшества? — спрашиваю я Любовь Александровну.
— Для того, чтобы на основе этого метода мы смогли разработать технологию, нужно специальное оборудование, хотя и не очень сложное, а также деньги, хотя и небольшие. Но у нас нет ни того, ни другого! Проблема еще и в том, что наше вещество ПЭО-1500 для внутривенного введения ранее не применялось, значит, его нужно провести через Фармкомитет. Это очень дорогая платная услуга, на которую денег у института тоже нет.
— А станции переливания крови?
— Станции переливания вообще перестали подвергать глубокому замораживанию донорскую кровь! У них сейчас нет средств даже для приобретения жидкого азота! А ведь раньше на Харьковской областной станции переливания крови существовал банк донорской крови, в том числе редких групп. Я бы хотела коснуться еще одной проблемы. Речь идет о том, чтобы любой человек при желании мог хранить в криобанке запас своей собственной крови.
— А какая в этом необходимость?
— Простой пример. Миллионы людей делают плановые операции. Что лучше — в течение полугода перед операцией на всякий случай сдавать понемногу свою собственную кровь, которую заморозят в одноразовом контейнере и при необходимости вам же и вольют, или принять чужую, донорскую? Нужны запасы и для так называемых групп риска — сотрудников внутренних войск, МЧС, военных, работников атомных электростанций, спортсменов, людей с редкой группой крови. Любой специалист вам скажет — самая лучшая кровь — своя!
— Из-за возможности инфицирования?
— И из-за этого тоже. При всех современных системах тестирования донорской крови никто не может дать вам гарантии, что вы не «подцепите» какой-либо инфекции. Не секрет, что сейчас кровь нередко сдают просто бомжи и алкоголики. В последние годы мы получаем для экспериментов плохую по качеству кровь. Она быстро гемолизирует, эритроциты не стабильные. А в системе украинского здравоохранения сейчас нет ни банков донорской, ни банков личной крови.
— А в вашем институте?
— В Институте криобиологии и криомедицины такой банк есть. Если будет заказ и разрешение Фармкомитета, институт в принципе сможет хранить такой «вклад» столько, сколько нужно.
— В других странах такие банки, наверное, есть …
— В развитых — есть. Безотмывочным методом криоконсервации заинтересовались, например, японские медики. В Харьков приезжал профессор Сумида с коллегами. А мы по его приглашению ездили в Японию, в город Фокуоко. Проводили эксперименты в госпитале Киушу, где есть, кстати, собственный криогенный банк. В результате сотрудничества японцы заявили, что они готовы купить разработку, и сейчас наш институт прорабатывает формы такого договора. Нужно заметить, что хотя Японию уж никак нельзя заподозрить в невнимании к здоровью своих граждан, для внедрения нашего метода у них нет преград в виде их Фармкомитета. Достаточно провести эксперименты на животных и представить полученные данные в ученый совет госпиталя, который выдает разрешение на проведение экспериментов на десяти пациентах-волонтерах. Если результаты оказываются положительными, этого достаточно для применения в практике.
— Лечения людей?
— Да, пациентов госпиталя. Но нашим методом заинтересовались и японские ветеринары. Для операций на мелких домашних животных в Японии тоже используется криоконсервированная кровь, существуют и специальные криобанки для хранения запасов крови кошек и собак.
— Хорошо быть японской кошкой…
— Безденежье ставит нас еще перед одной проблемой — нам очень сложно пропагандировать свои разработки за рубежом, поскольку мы не в состоянии ни заплатить за публикацию в западном научном журнале, ни оплатить поездку на солидный научный симпозиум. Только изредка нам удается поехать за рубеж за счет приглашающей стороны. Так, недавно я была на международной конференции, которую проводил ИНТАС, и делала доклад о фундаментальном аспекте наших исследований. После этого пришел заказ из английского научного журнала — они согласны напечатать нашу статью без оплаты. А вообще у нас нет средств на рекламу своих разработок. Хотя пока научный уровень института все еще достаточно высок…