Александр Аклеев: «Активная работа в области клеточных технологий является стратегически важной задачей» №1(119), 2023 год

— Научные проблемы, решаемые УНПЦ РМ в настоящее время, имеют мировой приоритет и посвящены исследованию механизмов медико-биологических эффектов малых доз радиации и хронического облучения человека, а также разработке методов диагностики и лечения отдалённых последствий. Результаты исследований сотрудников УНПЦ РМ послужили основой для проведения крупных международных исследований по оценке влияния хронического радиационного воздействия на человека — от субклеточного уровня до организменного.

В УНПЦ РМ работают как научные подразделения (клинический и экспериментальный отделы, эпидемиологическая и биофизическая лаборатории), так и практические (клиническое отделение, отдел — база данных «Человек», Челябинский межведомственный экспертный совет по установлению причинной связи заболеваний, инвалидности и смерти с радиационным воздействием). Объединение научных лабораторий (молекулярной и клеточной радиобиологии, радиационной генетики и экологической патопсихологии) с клиническим отделением в рамках клинического отдела позволяет успешно решать уникальные медицинские проблемы у облучённых людей, обусловленные неравномерным облучением организма с преимущественным облучением костного мозга и иммунных органов. На базе УНПЦ РМ с 1998 года функционирует кафедра радиационной биологии Челябинского государственного университета по специальностям «радиационная биология» и «генетика», а также аспирантура по специальности «радиационная биология».

Одним из перспективных направлений деятельности УНПЦ РМ является изучение молекулярно-генетических и клеточных механизмов медико-биологических эффектов малых доз и облучения человека с низкой мощностью дозы. Эти исследования позволят идентифицировать биологические маркеры повышенной предрасположенности человека к отдалённым эффектам и самих радиационно-индуцированных заболеваний и разработать подходы к оценке их индивидуального риска у облучённого человека. Результаты позволят персонифицировать профилактические мероприятия и медицинскую помощь облучённым лицам.

С 2000 года в УНПЦ РМ проводится забор и хранение биологического материала облучённых лиц. Оснащённый современным оборудованием банк биологического материала содержит образцы крови, ДНК, РНК, суспензию мононуклеаров, донорами которых являются лица, подвергшиеся хроническому радиационному воздействию на реке Тече в широком диапазоне доз (включая высокие), а также гематологические больные. Благодаря регулярному забору биоматериала на данный момент накоплена большая коллекция биологических образцов. Кроме того, разработанная в УНПЦ РМ Единая информационная система научных данных позволяет получать информацию обо всех медико-биологических обследованиях, проводившихся ранее у конкретного пациента, об индивидуальной дозе облучения на 28 органов, о семейном анамнезе и наличии биологического образца.

На основе данных многолетних исследований и имеющегося банка биоматериала облучённых создана уникальная база для решения научных, методологических и практических задач в области молекулярной и клеточной радиобиологии: это механизмы формирования ранних и отдалённых эффектов радиационного воздействия у человека; биомаркеры радиационно-индуцированного повреждения клеток и тканей; биомаркеры предрасположенности к развитию канцерогенных эффектов облучения; биомаркеры радиационно-индуцированных злокачественных опухолей и лейкозов; индивидуальная радиочувствительность человека; персонификации радиационного риска отдалённых эффектов облучения человека.

— Расскажите о наиболее важных направлениях исследований, проводимых в УНПЦ РМ.

— Одним из важных направлений исследований в УНПЦ РМ является поиск маркеров радиационного повреждения клеток и тканей. На сегодняшний день специалистами центра уже получены и подтверждены данные о радиационно-индуцированных изменениях количественных и функциональных характеристик иммунокомпетентных клеток, пула стволовых клеток в отдалённом периоде у облучённых лиц. Также показано, что радиационное воздействие уже в диапазоне малых и средних доз вызывает эпигенетические модификации генома, выражающиеся в изменении транскрипционной активности генов и уровне метилирования промоторных регионов генов, регулирующих апоптоз и клеточный цикл. Интерес представляет также то, что некоторые изменения до сих пор коррелируют с дозой облучения. Полученные результаты, опубликованные в ведущих научных изданиях и представленные на международных конференциях, в ближайшем будущем станут основой разработки эпигенетической панели для оценки риска развития отдалённых канцерогенных эффектов облучения.

Наравне с маркерами радиационного повреждения активно ведётся поиск генетических маркеров предрасположенности, обусловливающих индивидуальную радиочувствительность человека.

Радиологами замечено, что у пациентов, прошедших лучевую терапию в одинаковых дозах, степень выраженности лучевых реакций может существенно отличаться. Это зависит от многих факторов, в числе которых генетические особенности: известно, что роль генетического фактора в формировании индивидуальной радиочувствительности достаточно велика и может превышать, по некоторым оценкам, 60 %. В рамках данного направления в УНПЦ РМ проводится исследование связи полиморфных участков генов, кодирующих защитные системы клетки, с риском развития онкологических заболеваний. Исследования показали, что ряд полиморфизмов опосредованно влияет на показатели апоптоза, состояние иммунного ответа, а также ассоциирован с повышенным риском развития злокачественных новообразований.

Полученные результаты могут быть использованы для разработки молекулярно-генетических подходов оценки индивидуальной радиочувствительности и персонификации радиационного риска отдалённых эффектов хронического облучения человека.

Ещё одно приоритетное направление УНПЦ РМ — проведение доклинических исследований инновационных клеточных продуктов и методов диагностики медицинских эффектов облучения.

Восстановление структуры и функции дефектной или повреждённой ткани является одной из актуальных проблем современной медицины. Использование клеточных технологий в гематологии, онкологии, кардиологии и других областях позволяет решать конкретные задачи, стоящие перед здравоохранением, в том числе задачи регенеративной медицины. В центре активно ведутся исследования стволовых клеток и возможностей их применения в медицине. В этой области сотрудниками центра разработаны и апробированы такие методики, как сортинг гемопоэтических стволовых клеток из периферической крови; выделение ДНК из единичных клеток и культивирование мезенхимальных стволовых клеток. Совокупность разработанных методик позволяет проводить исследования генетического статуса клеток у лиц, подвергшихся аварийному облучению, а также применяться для определения тактики лечения с использованием замещения погибших ГСК при остром аварийном облучении.

Активная работа в области клеточных технологий является стратегически важной задачей, поскольку в перспективе позволит внедрять полученные результаты клеточных и молекулярных разработок в клиническую практику. С этой целью планируется создание Уральского центра клеточных технологий, на базе которого будут проводиться доклинические исследования инновационных биомедицинских клеточных продуктов в соответствии с международными стандартами качества.

Исследования в области молекулярной генетики и клеточных технологий, осуществляемые на базе УНПЦ РМ, дают возможность получения фундаментальных знаний о молекулярных механизмах хронического действия ионизирующего излучения в широком диапазоне доз, разработки методов персонализированного лечения лучевой патологии, а также позволяют оценить индивидуальный риск развития отдалённых эффектов облучения.