В Томском государственном университете открыта лаборатория, оснащенная самым современным оборудованием для выращивания клеток тканей и крови человека и животных, а также стволовых клеток. Проведение исследований на клеточных культурах открывает перед учёными возможность получения новых фундаментальных данных о причинах возникновения тяжёлых хронических заболеваний, например, сахарного диабета или возрастных когнитивных нарушений. Результаты прорывных исследований будут использованы для создания новых диагностических и лечебных подходов. Лаборатория клеточных технологий ТГУ создана при поддержке РНФ.
Использование клеточных культур позволяет изучать клетки на гораздо более глубоком уровне и получать данные, которые невозможно получить при исследовании клеток в составе целых организмов, – говорит заведующий кафедрой спортивно-оздоровительного туризма, спортивной физиологии и медицины факультета физической культуры ТГУ Леонид Капилевич. – Теперь мы можем посмотреть, как функционирует отдельный интересующий нас белок или фермент в составе клетки. Более того, получив нужную информацию, мы сможем управлять этими процессами – отключать или включать ферменты, разные типы ионных каналов. В исследованиях на целом организме этого сделать нельзя.
В настоящее время в клеточном инкубаторе лаборатории учёные ТГУ выращивают миобласты – предшественники клеток человеческих мышц. Миобласты будут использованы в проекте, задача которого – выявить причины развития сахарного диабета второго типа (СД2).
Это заболевание плохо лечится лекарственными препаратами, но может быть скорректировано с помощью физических нагрузок. Обычно утилизация глюкозы происходит в клетках мышц, но при СД2 эта способность нарушается. В ходе ранее проведённых исследований на мышах учёные ФФК ТГУ получили две рабочие гипотезы и теперь планируют проверить их на клеточных культурах.
Сначала мы спровоцируем в клетках изменения, схожие с теми, которые развиваются у больных СД2, затем с помощью электростимулятора подвергнем миобласты сокращениям, имитирующим физические упражнения, – объясняет Леонид Капилевич. – Это позволит нам проследить, какие изменения происходят в клетках, а также понять, как и на какие «слабые звенья» нужно воздействовать, чтобы вернуть клетке утраченный функционал – способность утилизировать глюкозу. Когда причина будет найдена, с ней можно будет прицельно работать.
Потенциал лаборатории клеточных технологий можно использовать для самых разных медицинских проектов. Так, в перспективе учёные кафедры планируют проведение исследований, связанных с изучением клеток эндотелия сосудов и эпителия лёгких, их способностью регулировать артериальное давление и процесс свертывания крови. Не исключено, что это даст новую информацию о причинах тяжёлого течения коронавируса, который поражает клетки эндотелия сосудов и легочного эпителия, взаимодействуя со специфическими белками.
Использование клеточных культур даёт возможность развивать и другое направление исследований – изучать влияние физической активности на умственные способности. В связи с увеличением продолжительности жизни в мире растет количество людей с возрастными когнитивными расстройствами. По этой причине перед человечеством остро встала проблема поиска путей сохранения когнитивных способностей и предупреждения развития таких тяжелых нарушений, как деменция.
Исследования на клеточных культурах помогут определить, какие именно виды физической нагрузки оказывают положительное влияние на когнитивные функции, и целенаправленно подбирать комплексы упражнений. Также будут выявлены биомаркеры, которые позволят диагностировать заболевания на ранней стадии, когда лечение наиболее эффективно.
Новая лаборатория ТГУ значительно расширит возможности учёных в проведении исследований и получении новых фундаментальных данных, способных стать основой для инновационных технологий, сохраняющих и повышающих качество жизни человека.
