З 27 лютого по 4 березня 2010 року делегація ТДМУ на чолі з ректором, член-кор. АМН України, проф. Л.Я.Ковальчуком перебувала з візитом у Науковому Інституті Онкології Університету Клемсона і Госпітальної Системи Грінвіля

З 27 лютого по 4 березня 2010 року делегація ТДМУ у складі  ректора, член-кор. АМН України, проф. Л.Я.Ковальчука, завідувача кафедри медичної біохімії і клініко-лабораторної діагностики проф. М.М.Корди, завідувача кафедри онкології, променевої діагностики і терапії та радіаційної медицини проф. І.Й.Галайчука і завідуючої експериментальної онкологічної лабораторії Національного інституту раку к.б.н. Н.М.Храновської перебувала з візитом в Науковому Інституті Онкології Університету Клемсона і Госпітальної Системи Грінвіля (Південна Кароліна, США).

Головною метою візиту української делегації до Південної Кароліни було знайомство з досягненнями Наукового Інституті Онкології, який очолює професор Томас Вагнер, і вивчення можливості наукового і практичного співробітництва між цим інститутом і Тернопільським державним медичним університетом.

Др. Томас Вагнер є відомим ученим із світовим ім’ям. Він отримав освіту в Прінстонському університеті, працював професором медицини в Корнельському університеті, Слоан-Кеттерінг науково-дослідному інституті раку, керував відділом молекулярної і клітинної біології Університету Огайо, де заснував біотехнологічний інститут Едісона. В 1998 р. др. Вагнер переїхав у Південну Кароліну де створив новий інститут з фокусом на застосуванні молекулярної (генної терапії) і клітинної (клітинної терапії) біолігії в медицині. На сьогодні він є директором Наукового Інституту Онкології Грінвільської Госпітальної Системи, всі лікарні якої налічують 1200 ліжок, а річний бюджет становить 1,5 млрд доларів. Др. Вагнер є заслуженим професором Університету Огайо і Університету Клемсона.

Під керівництвом др. Вагнера було вперше здійснено міжвидове перенесення функціонального гена. У 1979 р. він створив першу трансгенну тварину – мишу з геном гемоглобіну кролика. З цього часу др. Вагнер став піонером у розвитку генної терапії і розробив підходи до генної і клітинної терапії СНІДу, кардіваскулярних захворювань і раку. Др. Вагнер опублікував понад 200 робіт в провідних наукових журналах і видав декілька книг з генної терапії і її застосування в медицині. Сьогодні основні розробки Наукового Інституту Онкології, який він очолює, присвячені інгібуванню ангіогенезу в пухлинах, генній і імунотерапії пухлин і лікуванню раку молочної залози.

Крім своєї медичної і академічної діяльності, др. Вагнер є засновником п’яти біотехнологічних компаній в США і працював радником з медицини і біотехнології Конгресу США і президента Рональда Рейгана.

Науковий Інститут Онкології, який одночасно є науковою базою Госпітальної Системи Грінвілля і підрозділом Університету Клемсона, складається з трьох потужних лабораторій – лабораторії молекулярної біології, лабораторії клітинної біології і лабораторії біології розвитку. Всі співробітники Інституту працюють над впровадженням інновативних підходів до лікування раку. Одним з найперспективніших проектів Наукового Інституту Онкології є розробка методів лікування злоякісних пухлин за допомогою персоніфікованих імунотерапевтичних вакцин, розроблених на основі дендритних клітин хворого, і нових підходів до доставки цих вакцин до пухлини.

figure 15-05b

Дендритна клітина людини

Клінічні дослідження ефективності протиракових вакцин у хворих з пухлинами різних локалізацій проводяться на сьогодні в багатьох онкологічних центрах світу, проте др. Вагнер розробив і впровадив нові технології, які дозволяють, по-перше, значно пришвидшити процес виготовлення такої вакцини, і, по-друге, значно підвищити її лікувальну ефективність. Процедура отримання вакцини включає генерацію незрілих аутологічних дендритних клітин шляхом інкубації їх попередників (моноцитів) з цитокінами у різних комбінаціях. Найчастіше використовуються ГМ-КСФ + ІЛ-4 і ГМ-КСФ + ФНП-α. Потім незрілі дендритні клітини навантажуються пухлинними антигенами, інкубуються з певними факторами, що стимулюють їх дозрівання (ЛПС, цитокіни ІЛ-1, ГМ-КСФ и ФНП-α і ін.), після чого функціонально повноцінні клітини реінфузуються пацієнту.

Культивування дендритних клітин

Дендритні клітини належать до унікальних антигенпрезентуючих клітин, які поглинають антигени, процесують їх і представляють разом з молекулами МНС І або ІІ у вторинних лімфоїдних органах для “ознайомлення” “наївних” Т-клітин або активації Т-клітин з властивостями натуральних кілерів і НК-клітин. Дендритні клітини є надзвичайно важливою ланкою між природним імунітетом і адоптивним імунітетом, здатні активувати первинну і вторинну імунну відповідь, індукувати розвиток імунологічної пам’яті. На відміну від інших антигенпрезентуючих клітин, дендритні клітини володіють декількома іншими механізмами, що дозволяють їм представляти антигени в комплексі не тільки з молекулами МНС ІІ класу, але і з МНС І класу, що є ключовим моментом для потужної генерації цитотоксичних лімфоцитів, здатних інактивувати клітини пухлини.

 

Важливою проблемою у механізмах реалізації ефекту вакцинотерапії на основі дендритних клітин є забезпечення достатньої імуногенності пухлинних антигенів і створення умов для їх ефективної презентації. Якраз одним з ноу-хау др. Вагнера, яке вирішує цю проблему, є оригінальна технологія «злиття» дендритних клітин пацієнта з клітинами пухлини цього ж пацієнта, видаленої під час біопсії або операції, з високим ступенем ефективності (90 %) утворення гібридних клітин, так званих дендритом.

Злиття дендритних клітин з клітинами пухлини з утворенням гібридних клітин - дендритом

 

Ще одним досягненням др. Вагнера є використання магнітних наночастинок, якими мітяться дендритні клітини, клітини пухлини і дендритоми, утворені після злиття, і використання спеціальних магнітних колонок для отримання чистої фракції гібридних клітин. Чиста фракція дендритом і є вакциною, яка вводиться пацієнту, стимулюючи імунну систему до розпізнавання злоякісних клітин в організмі. Імунна ситема атакує клітини пухлини, які аналогічні тим, що були ”злиті” з дендритними клітинами під час підготовки вакцини, і вбиває їх природнім шляхом, зменшуючи потребу, а то і виключаючи хіміо- чи радіотерапію.

 

Мікроскопічна картина клітин пухлини (А), дендритних клітин (В), суміші клітин, утвореної після злиття, що складається з дендритом, пухлинних і дендритних клітин (С), чистої фракції дендритом, отриманої після сортування на магнітній колонці (D).

 

 

Загальна схема вакцинотерапії пухлин

На сьогодні в Науковому Інституті Онкології Університету Клемсона і Госпітальної Системи Грінвіля всестороннє вивчено ефективність імуновакцини на основі дендритних клітин на багатьох видах пухлин в експерименті і проведено 1-у і 2-у фази клінічних досліджень цієї вакцини на пацієнтах з меланомою і карциномою нирки. Є також дані про використання вакцини у хворих з нейробластомою. Проведення ДК-вакцинотерапії пацієнтам з меланомою і раком нирки супроводжувалося суттєвим імунологічним ефектом, зокрема збільшенням загальної кількості лімфоцитів і активованих лімфоцитів, а також покращувало показники виживаності хворих. Можна зробити висновок, що ДК-вакцинотерапія супроводжується позитивним імунологічним і клінічним ефектом, що відкриває перспективи використання даного методу при лікуванні злоякісних імуногенних новоутворів. ДК-вакцинотерапія суміщає ефективність і відносну безпечність методу, що контрастує з вираженими побічними ефектами хіміо- чи радіотерапії.

Ще одним напрямком,  який широко розвивається в Науковому Інституті Онкології, є дослідження раку молочної залози. Зокрема цікавим проектом, з яким ознайомилася українська делегація, і який, на думку др. Вагнера, має добру перспективу, є вивчення впливу гормону пролактину в комплексі з хіміопрепаратами, на проліферацію клітин карциноми молочної залози. Відомо, що пролактин сам по собі стимулює ріст тканини молочних залоз і, відповідно, стимулює проліферацію клітин пухлини. Проте, водночас, він підвищує чутливість малігнізованих клітин, особливо незрілих, недиференційованих, або слабодиференційованих, до хіміотерапії, зокрема, до доксорубіцину. Тому, використання доксорубіцину разом з лактотропним гормоном призводить до підвищення цитостатичного і кіллерного впливу хіміопрепарату, значно більшого пригнічення росту пухлини, ніж застосування самої хіміотерапії, особливо різко зменшується при такому лікуванні кількість молодих, недиференційованих клітин карциноми.

Вплив хіміопрепарату доксорубіцину і гормону пролактину на загальну кількість клітин карциноми молочної залози і процентне співвідношення між диференційованими (червоний колір) і незрілими (голубий колір) клітинами. Поєднане використання доксорубіцину і пролактину суттєво зменшує рівень недиференційованих (незрілих) клітин.

На сьогодні цей проект знаходиться ще на стадії експериментального дослідження. Вивчаються оптимальні схеми введення пролактину і хіміопрепарату, їх послідовність і тривалість. Проте, вже сьогодні можна сказати, що цей метод надзвичайно цікавий, перспективний і потребує подальшого детального вивчення.

Українську делегацію також дуже зацікавив ще один проект, що розробляється під керівництвом др. Вагнера, і суть якого полягає у вивченні двоякої ролі макрофагів в імунному захисті і тканинній регенерації.

 

Макрофаг людини

Відомо, що основна функція макрофагів це фагоцитування сторонніх речовин, що попали в організм, а також своїх клітин, які втратили життєздатність чи піддалися мутації, зокрема клітин пухлини. Виявляється, що якщо макрофаг “познайомити” з клітиною пухлини, яка загинула за механізмом некрозу, то такий макрофаг набуває захисних, антипухлинних властивостей. Через продукцію певних цитокінів він активує і мобілізує імунний антипухлинний захист. Якщо ж макрофаг “познайомити” з клітиною пухлини, яка загинула за механізмом апоптозу, то такий макрофаг, навпаки, стимулює проліферацію клітин, сприяє загоєнню ран, активує ангіогенез і, як наслідок, має пропухлинну дію.

 

Двояка роль макрофагів в імунному захисті і тканинній регенерації

 

Др. Вагнер запропонував специфічний препарат неорганічного походження, який здатний викликати зупинку мітозу клітин пухлини під час метафази. Такі неповністю розділені клітини знову зливаються і некротизують. Якщо з такими клітинами “познайомити” макрофаги, то вони набувають виражених тумороцидних властивостей.

Різний ефект апоптичних і некротичних клітин пухлини на макрофаг-опосередкований контроль пухлинного росту

Video

Розробка на сьогодні знаходиться на стадії патентування, тому назву препарату і його формулу розкрити неможливо. Експериментальні дані, отримані в лабораторії др. Вагнера, свідчать, що препарат не має побічного ефекту на здорові тканини. В той же час клітини пухлини, некротизовані даним препаратом, активують здатність макрофагів вбивати пухлину у більшому ступені, ніж ЛПС. Застосування препарату блокувало розвиток підшкірних пухлин у мишей при інокуляції 1000000 клітин меланоми лінії В16, запобігало розвитку перитоніальних пухлин при внутрішньочеревному введенні 1000000 клітин меланоми, пригнічувало розвиток асциту і попереджувало смертність у мишей, яким інтраперитоніально вводили 2000000 клітин саркоми S-180.

 

Чотирьом мишам лінії C57BL було введено 1 X 106 клітин меланоми B16. На 4, 5, і 6 день дві миші отримали ін’єкцію 50 uг препарату. Через два тижні в обох нелікованих мишей розвинулася пухлина (верхні фотографії), тоді як у лікованих мишей ніяких ознак пухлин не було зафіксовано (нижні фотографії).

Між українською стороною і керівництвом Наукового Інституту Онкології  проведено переговори про можливу співпрацю. Сторони домовилися про організацію спільної діяльності щодо науково-практичного співробітництва в галузі експериментальної та клінічної онкології, зокрема щодо проведення наукових досліджень, пов’язаних зі створенням протиракових вакцин на основі дендритних клітин, та їх клінічним застосуванням. Також як українська, так і американська сторони погодилися приймати участь у спільних наукових дослідженнях в інших напрямках онкології. Як результат проведених переговорів була укладена шестистороння Угода про співпрацю, яку з американської сторони підписали директор Наукового Інституту Онкології др. Т.Вагнер і президент компанії Corbia International Білл Колеман, а з української – ректор Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я.Горбачевського чл.-кор. АМН України, проф. Ковальчук Л.Я. З українського боку проект здійснюватиметься під егідою Національного Інституту Раку (директор – проф. І.Б.Щепотін). Необхідно відмітити, що в Національному Інституті Раку України науковці вже декілька років успішно займаються створенням аутологічних протипухлинних  вакцин на основі дендритних клітин і вже досягли в цьому напрямку досить значних успіхів як в експериментальному, так і в клінічному плані.  Крім Національного Інституту Раку і Тернопільського медуніверситету участь у спільних наукових дослідженнях будуть брати Кібер Клініка Спіженка (акад. Ю.П.Спіженко) і медичний центр “Медівіт” приватного медичного коледжу Тернополя.

DSC07287

Директор Наукового Інституту Онкології др. Вагнер презентує свої досягнення у створенні протиракових вакцин на основі дендритних клітин

Професор кафедри біології Університету Клемсона др. Вен Чен розказує українським колегам про свій науковий проект щодо перспектив використання пролактину у лікуванні раку молочної залози

 

IMG_4579

В лабораторії молекулярної біології Наукового Інституту Онкології

За результатами поїздки ректором Тернопільського державного медичного університету чл.-кор. АМН України, проф. Ковальчуком Л.Я. прийнято рішення створити в університеті творчі колективи, які будуть працювати над трьома науковими проектами в координації з американськими вченими. Це, зокрема: «Лікування раку за допомогою протипухлинних аутологічних вакцин на основі гібридних клітин дендритом», «Підвищення ефективності цитостатичного впливу хіміопрепаратів при експериментальній карциномі молочної залози» і «Двоїста роль макрофагів в імунному захисті від пухлин і регенерації тканин». Всі, кого зацікавить дана тематика, молоді вчені, студенти можуть звернутися в науковий відділ для подальших консультацій.

В останній день свого візиту до Південної Кароліни українська делегація ознайомилася з роботою лабораторій Госпітальної Системи Грінвілля і відвідала одну з лікарень цієї системи - Грір Меморіал Госпіталь, яка була побудована лише 2 роки тому.

Потужний лабораторний комплекс, що обслуговує усі лікарні Госпітальної Системи Грінвілля, а також інші лікарні регіону, що не належать до цієї системи, складається з вірусологічної, бактеріологічної, загальної клінічної, біохімічної, гематологічної, токсикологічної лабораторій. За зміну тут аналізуються тисячі зразків біологічного матеріалу, виконуються десятки тисяч найрізноманітніших аналізів. Практично всю роботу виконують роботи і автоматичні аналізатори. Пробірка з біологічним матеріалом, на яку нанесено штрих-код, де закодована інформація про пацієнта і тести, які необхідно провести, поміщається у відповідний слот на початку автоматичної лінії, а дальше вже комп’ютерна програма керує до якого біохімічного аналізатора чи іншого апарата направити цей біологічний матеріал. Вся інформація про зроблені аналізи записується і аналізується на комп’ютері і в кінці роздруковується чи в електронному вигляді передається у відділ лікуючому лікарю.

DSC02864

DSC02863

Автоматизовані лінії біохімічної лабораторії


DSC02869

Сиситема доставки біологічних зразків до лабораторії з відділів лікарні за допомогою повітряної пошти. Пробірка з біологічним матеріалом поміщається у капсулу і остання по спеціальній системі трубопроводів практично негайно доставляється в лабораторію.

DSC02878

Біохімічний аналізатор

DSC02879

Високоефективний рідинний хроматограф

Дуже цікавим був візит до Грір Меморіал Госпіталю. Це одна з лікарень, що входить до Госпітальної Системи Грінвілю. Оскільки лікарня була побудована зовсім недавно, всього два роки тому, все  у ній, починаючи від архітектури і дизайну і закінчуючи внутрішнім наповненням, відповідає останнім світовим вимогам і стандартам.

DSC02884

Така приємна несподіванка чекала нас на вході до конференц-зали лікарні

 

DSC02961

DSC02958

Грір Меморіал Госпіталь відзначається специфічною і красивою архітектурою

 

 

DSC02880

Внутрішній інтер’єр меморіальної лікарні Гріра

DSC02922

Президент Грір Меморіал Госпіталю Джон Мансуре з гордістю розповідає про своє господарство ректору ТДМУ проф. Ковальчуку Л.Я.

DSC02945

Загальний вигляд холу в одному з відділів лікарні. Тут хворі можуть подивитися телевізор, почитати книгу, пограти в шахи, послухати музику.

DSC02889

В акушерському відділенні лікарні.  Жінка народжує в окремій палаті, яка обладнана всім необхідним.

DSC02893

Тут же у палаті знаходиться куточок для новонародженої дитини....

DSC02894

....і ось такий диван для батька, який може тут залишатися з дружиною і дитиною постійно

DSC02891

В кожній палаті телевізор, DVD, де записані фільми як доглядати за дитиною, холодильник, ванна кімната. Цікавим є факт, що після народження кожної дитини в лікарні лунає приємна музика.

DSC02911DSC02909

Операційні хірургічного відділення оснащені найновішою апаратурою

DSC02935

Типова палата терапевтичного відділення. В кожній палаті обов’язково передбачена можливість для перебування когось з рідних хворого. Пацієнт також, якщо бажає, має можливість тримати у лікарняній палаті своїх домашніх тварин, наприклад, собаку чи кота. Вважається, що таким чином створюється сприятливий психологічний клімат, що сприяє швидшому одужанню хворого.

DSC02931

Сестринський пост (один на дві палати)

До Грір Меморіал Госпіталь належить також Центр для людей похилого віку. Дванадцять мальовничих будиночків, де проживають старенькі, розміщені неподалік від лікарні, що дає змогу при потребі надати їм кваліфіковану медичну допомогу. У цьому центрі перебувають старші люди, що потребують постійного догляду, тобто такі, що страждають на хронічні недуги, потребують реабілітації після операції, мають психічні розлади. Тут їм надається якісна та професійна допомога, з ними працюють медсестри, фізичні терапевти, інші необхідні спеціалісти. Неоціненну допомогу центру надають також волонтери. Перебування стареньких в такому центрі покривається медичною страховкою, або ж оплачується їх дітьми.

DSC02969DSC02970

Загальний вигляд будинків Центру для людей похилого віку

DSC02981DSC02982

Кожний будинок містить 12 кімнат, для однієї особи кожна

 

DSC02973DSC02974

В центрі кожного будинку розміщується кухня, їдальня, а також загальний хол, де старенькі збираються разом, відпочивають, дивляться телевізор.

 

DSC02985

DSC02986

Кімната, де мешканцям будинку медсестрою чи фізичним терапевтом проводиться фізична реабілітація

 

DSC02990

Ректор ТДМУ проф. Л.Я.Ковальчук і президент Грір Меморіал Госпіталю біля одного з будинків Центру для людей похилого віку