Что такое мембранотропные гомеостатические тканеспецифические биорегуляторы?

В настоящее время одной из важнейших проблем в регенеративной медицине является осуществление контроля над активацией стволовых клеток организма. В этом аспекте новая группа эндогенных биорегуляторов, обнаруженных нами в различных тканях животных, растений и грибов, представляется исключительно перспективными. Биорегуляторы данной группы локализованы в межклеточном пространстве тканей организмов. Во многих экспериментах in vitro и in vivo показано, что они оказывают влияние на основные биологические процессы — адгезию, миграцию клеток, клеточную пролиферацию, дифференцировку клеток, апоптоз. Важно отметить, что была продемонстрирована способность биорегуляторов данной группы стимулировать восстановление и регенерацию в патологически измененных тканях из-за способности дополнительно активировать клеточные источники регенерации. Активность биорегуляторов данной группы характеризуется проявлением в низких дозах, а также отсутствием видовой, но наличием тканевой специфичности: они проявляют активность в отношении только тех тканей, которые являлись источником их выделения. На основании общности физико-химических свойств и характера биологического действия регуляторы данной группы были объединены в группу мембранотропных гомеостатических тканеспецифических биорегуляторов (МГТБ). Основу МГТБ составляют белково-пептидные комплексы. Наиболее изучены биорегуляторы животного происхождения, которые выделены из различных тканей млекопитающих, в основном, быка Bos taures  (материал бойни мясоперерабатывающих заводов Московской области). Установлено, что в МГТБ входят ряд изоформ альбумина сыворотки крови (например, для тканей быка это белки gi|1351907; gi|367460260; gi|74267962), небольшие пептиды с молекулярной массой от 1000 до 6000 Да, представляющие собой продукты протеолиза (вероятнее всего, происходящего в протеасомах) ферментов и белков плазматических мембран клеток и межклеточного пространства. Установлено, что данные пептидно-белковые комплексы проявляют шаперонную активность.

В настоящее время МГТБ выделены из сыворотки крови, тканей внутренних органов, желез, органов репродуктивной и иммунной систем, из всех структур глаза, а также из ткани кости, сосудов, головного и костного мозга. Для изучения биологического действия МГТБ были разработаны оригинальные экспериментальные модели in vitro – роллерные органные культуры тканей различных органов позвоночных животных, в том числе, ряд моделей органотипического культивирования тканей глаза. В экспериментах были также использованы традиционно применяемые в практике медико-биологических исследований модели in vivo, например, кожные раны, ожоги, язва желудка, острый панкреонекроз, геморрагический инсульт, болезнь Паркинсона, фиброз печени и др. Одним из уникальных свойств МГТБ является их способность инициировать восстановительные процессы по механизму эпиморфной регенерации, вызывая восстановление структуры ткани. При этом не происходит образования соединительно-тканного рубца (глиального), развития негативных побочных процессов в отдельных тканях и организме в целом.

На основании результатов проведенных исследований успешно защищены 12 кандидатских и 1 докторская диссертаций, написаны две книги, получено около десяти патентов РФ, опубликовано более 200 научных работ.

На основе МГТБ разработаны препараты нового поколения, представляющие собой стерильные водно-солевые растворы соответствующих биорегуляторов в низких дозах. Один из препаратов – адгелон, в виде офтальмологического препарата и раствора для внутрисуставных инъекций с 2003 г. находится в Реестре лекарственных средств России. Данные препараты не имеют побочного действия, сочетаются с приемом других лекарственных средств, могут применяться при различных схемах лечения. Они резистентны к воздействию многих физико-химических факторов, долго сохраняют свою активность (не менее 2-х лет). Их производство имеет невысокую себестоимость, не требует освоения больших площадей и значительных капиталовложений. Субстанцию для данных препаратов получает в лабораторных условиях небольшой коллектив подготовленных специалистов. Основные затраты связаны со стерильным розливом препаратов и их маркетингом. Данные препараты могут быть изготовлены в любых необходимых для лечения количествах. Данные препараты не имеют аналогов в мире.

Особенно следует отметить линейку глазных препаратов, которые разработаны на МГТБ, выделенных из отдельных структур глаза быка – роговицы, хрусталика, нейральной сетчатки, пигментного эпителия, склеры, стекловидного тела, зрительного нерва. Эти глазные препараты оказались эффективными для профилактики и на начальных этапах развития многих распространенных глазных заболеваний: эрозии роговицы, катаракты, ряда витеоретинальных заболеваний (отслойка сетчатки, макулярная дистрофия, пигментные ретиниты), миопии в детском возрасте, глаукомы, а также в восстановительной офтальмологии после ранений и травм. В ряде глазных заболеваний рекомендуется прием нескольких препаратов, созданных на основе МГТБ.

Табл. 1.  Некоторые препараты, разработанные на основе МГТБ животного происхождения и область их применения

Все ткани структур глаза: роговица, хрусталик, нейральная сетчатка, пигментный эпителий, стекловидное тело, склера, зрительный нерв, цилиарное тело
Профилактика и лечение глазных заболеваний и травм, витреоретинальных патологий, в том числе, эрозия и травмы роговицы, особенно, кератопластика и пересадка роговицы, катаракта, витреоретинальные патологии, глаукома, деструкция стекловидного тела, пигментные ретиниты и др. Оптимизация результатов хирургических вмешательств, проведенных для лечения глазных заболеваний – применение данных офтальмологических препаратов в реабилитационный период.
Важно отметить, что исключительно перспективным представляется включение ряда биорегуляторов данной группы в разрабатываемые медицинские изделия, которые предполагается использовать в регенеративной медицине, особенно травматологии, ортопедии, комбустиологии. В настоящее время получены начальные результаты по исследованию 3D-криогелей, созданных на основе альгината или бычьего сывороточного альбумина, в которые был включен биорегулятор, выделенный из сыворотки крови быка, на модели экспериментального костного дефекта у крыс in vivo.  Показано, что изучаемый новый материал демонстрировал в ранние сроки после нанесения костных дефектов костеобразовательную активность. При этом отмечалась способность к остеоинтеграции, выражающаяся в формировании костных балок с плотной костной тканью. Особо важно следует отметить довольно раннее появление признаков репаративного остеогенеза, что свидетельствует о весьма высокой остеопотентности 3D-композиций, содержащих сывороточный биорегулятор.

Проведенное исследование выявило принципиальную роль сывороточного биорегулятора в процессах остеоиндукции и остеокондукции, то есть в процессе ранозаживления кости. При применении 3D-композиций, не зависимо от материала их основы, отмечалась активная репарация кости, именно за счет включения биорегулятора, выражающаяся в восстановлении плотной костной ткани, формировании костного мозга, восстановлении остеонов на более ранних сроках, в отличие от других экспериментальных групп, где в основном наблюдали формирование плотной волокнистой ткани и губчатой кости. Это позволяет рассматривать данные 3D-композиции, содержащие биорегулятор, как перспективный материал для лечения различных переломов костей опорно-двигательной системы и в челюстно-лицевой хирургии.

На основе хитозанового геля, содержащего МГТБ, выделенный их сыворотки крови, разработаны два препарата – ранозаживляющий и противоожоговый гели, которые способствовали формированию морфологически полностью восстановленной ткани в области травмы, стимулируя регенерацию в кожной ране.

Располагая результатами десятилетних исследований (работа ведется с 1970 г.), мы считаем данное направление исключительно перспективным для скорейшего практического использования. Практическое применение препаратов, материалов, созданных на основе МГТБ, приведет к значительному улучшению результатов лечения пациентов многих системных заболеваний, но самое главное – будет способствовать их эффективной профилактике.

Автор: д.б.н., проф. ЯМСКОВА В. П.