История лаборатории культивирования тканей

Український нейрохірургічний журнал, №4, 2000

Історія лабораторій та клінічно-діагностичних підрозділів

УДК 591.8.085.23+611.018+612.014.3

История лаборатории культивирования тканей Верхоглядова Т.П., Семенова В.М.

Институт нейрохирургии им.акад. А.П.Ромоданова АМН Украины, г. Киев, Украина

Ключевые слова: культивирование тканей, опухоли мозга, гистоструктура, степень злокачественности, ци-тотоксический эффект, нейротрансплантация, эпилептогенез.

Развитие метода тканевых культур в Институте началось в начале 60-х годов. Идея создания такой лаборатории принадлежала академику А.И.Арутюнову и профессору Б.С.Хо-минскому и была продиктована необходимостью получить модель экспериментального роста опухолей мозга с целью углубленного изучения их гистобиологических свойств.

Т.П.Верхоглядова, тогда кандидат медицинских наук, успешно освоила этот метод в Московском институте морфологии человека под руководством академика А.Д.Тимофеевского и в 1962 г. организовала лабораторию культивирования тканей в Институте. С 1965 г. в лаборатории начала работать врач — научный сотрудник В.М.Семенова.

Первые результаты эффективного роста ас-троцитарных опухолей в первичных культурах получены в 1963 г. Со временем под руководством профессора Т.П.Верхоглядовой лаборатория стала серьезной базой для оригинальных экспериментальных исследований. Первоначально для культивирования тканей были оборудованы небольшие боксы на территории отдела нейропатоморфологии. Впоследствии лаборатория получила более просторное помещение в смежном одноэтажном корпусе, половину которого занимала лаборатория биохимии, а с

1981 г. — находится в лабораторном корпусе института.

На протяжении почти двух десятилетий основным направлением проводимых в лаборатории исследований являлось изучение гистобио-логических особенностей роста опухолей мозга в первичных культурах. Благодаря комплексу методических приемов (цитохимия нуклеиновых кислот, гликогена, липидов, ряда окислительно-восстановительных ферментов, цитоспектро-фотометрия ДНК) удалось охарактеризовать структурные и метаболические свойства глиом различного генеза, а также активность их роста в зависимости от исходной степени злокачественности. При этом установлена способность к ци-тотипической дифференцировке опухолевых клеток наиболее злокачественных из глиом — глиобластом (Т.П.Верхоглядова, В.М.Семенова).

В 1967 г. в лаборатории впервые внедрен метод кинематографической регистрации роста культур, который позволил наблюдать процессы прижизненного деления опухолевых клеток, а также их поведенческие реакции на воздействие противоопухолевых препаратов.

Результаты 112 наблюдений роста макро-глиальных опухолей мозга в культуре ткани с характеристикой их метаболизма и реакций на воздействие ряда противоопухолевых препаратов проанализированы и обобщены в докторской диссертации Т.П.Верхоглядовой “Макрогли-альные опухоли головного мозга (патоморфология, гистохимия, культура ткани)” (1970).

Материалы по тестированию ряда противоопухолевых препаратов на культурах глиом включены также в докторскую диссертацию Ю.Д.Соснова (“Комбинированное лечение злокачественных глиальных опухолей больших полушарий головного мозга (хирургическое вмешательство и химиотерапия)”) (1981).

На основании исследований, проведенных в культуре ткани, обоснован и разработан спо-

Т.П.Верхоглядова

История лаборатории культивирования тканей

соб контактной химиотерапии глиом с использованием в послеоперационном периоде био-совместимого полимерного пленочного депона-тора, нагруженного химиопрепаратом. Эти разработки легли в основу кандидатской диссертации А.Н.Морозова “Контактная химиотерапия глиом головного мозга с применением полимерного пленочного депонатора” (1988).

В лаборатории изучены также особенности пролиферации в первичных культурах таких сравнительно редко встречающихся опухолей, как эпендимомы, эпендимоастроцито-мы, олигодендроглиомы, медуллобластомы. Материалы морфо-гистохимических исследований эпендимом и эпендимоастроцитом обобщены в кандидатской диссертации В.М.Семе-новой “Эпендимомы и эпендимоастроцитомы центральной нервной системы (патоморфология, гистохимия, культура ткани)” (1971).

Исследования Т.П.Верхоглядовой в отношении ростовых потенций менингиом и сарком в первичных культурах существенно расширили представления о гистобиологических особенностях этих опухолей, что нашло отражение в монографии А.П.Ромоданова, В.Г.Станиславско-го и Т.П.Верхоглядовой “Саркомы головного мозга”, изданной в 1977 г.

В 1980—1984 гг. под руководством профессора Т.П.Верхоглядовой была выполнена кандидатская диссертация Е.Н.Жмаревой “Индукция и экспериментальное исследование опухолей головного мозга крыс” (1984). ЕН.Жмаревой получены перевиваемые линии злокачественных глиом, индуцированных интрацеребраль-ным введением вируса саркомы Молони. Полученные штаммы использованы для тестирования антибластических препаратов с различным механизмом действия. Линии 35 и 2211 внесены в каталог Всесоюзной коллекции клеточных культур (1991).

Освоение метода тими-диновой гис-тоавторади-ографии позволило дать количественные характеристики скорости роста культивируемых глиом различного генеза и степени злокачественности и объективизировать оценку

В.М.Семенова индивидуаль-

ной чувстви-

тельности этих опухолей к тестируемым противоопухолевым препаратам (В.М.Семенова).

Результаты параллельного тестирования чувствительности глиом к этим же препаратам на модели субкапсулярной гетеротрансплантации (Г.М.Олейник, В.М.Семенова) подтвердили достоверность прогнозирования ответной реакции глиом на их антибластическое лечение в эксперименте. Полученные данные учитывали при построении индивидуальных схем антибла-стической терапии в клинике.

Эти экспериментальные материалы в сочетании с морфологической оценкой признаков лечебного патоморфоза глиом на биоптическом материале обобщены в докторской диссертации В.М.Семеновой “Экспериментально-морфологическая оценка эффективности антибласти-ческой терапии глиом головного мозга” (1993).

В 1992 г. заведование лабораторией как самостоятельного научного подразделения было поручено В.М.Семеновой. Это было связано с разработкой в Институте ряда новых научных направлений (нейротрансплантация, лазерная нейрохирургия, фотодинамическая терапия глиом, проблема эпилептогенеза, эффект воздействия на центральную систему малых доз радиации и др.). В этот период лаборатория была оснащена современным оборудованием, расширился ее штат. С 1992 г. в лаборатории работает младший научный сотрудник Л.П.Стайно.

При возникшей потребности моделирования роста клеток нервной ткани как в эксплантатах, так и в диссоциированных культурах, были освоены методы получения диссоциированных культур из нервной ткани, а также клеточных фракций, обогащенных нейроцитами и глиальными клетками, метод совместного культивирования эмбриональных и опухолевых тканей. С приобретением инвертированного микроскопа, снабженного фотонасадкой, появилась возможность прижизненного наблюдения культивируемых клеток с фотографической регистрацией в динамике роста культур.

В рамках разработки нейротрансплантации культуру эмбриональных нейробластов использовали для субпиальной трансплантации на пре-фронтальную кору мозга крыс с целью коррекции нарушенного метаболизма и поведенческих реакций с эквивалентом гипо- и гиперактивности после биорбитальной лейкотомии. Получен положительный лечебный эффект после нейротрансплантации таким животным культивированных нейробластов от эмбрионов 12— 14-дневного возраста. Культуру нейронов использовали также для нейротрансплантации экспериментальным животным (крысам) с целью устранения у них агрессивности, вызванной двусторонней септумэктомией. Эти наблюдения легли в основу кандидатской диссертации Е.И.Слынько “Експериментальна нейро-

Верхоглядова Т.П., Семенова В.М.

хірургічна корекція поведінкових порушень” (1993), а затем отражены в монографии В.И.-Цымбалюка, Т.П.Верхоглядовой, Е.И.Слынько “Нейрохирургическое лечение психических заболеваний” (1997).

Чернобыльская авария в Украине обусловила особую актуальность выяснения реакции клеток мозга на воздействие малых доз радиации. В лаборатории проведена серия экспериментов, моделирующих влияние малых доз радионуклида СБ-137 и прямого рентгеновского излучения на культуры нервной ткани из мозга новорожденных крыс и эмбрионов пренатального периода. Результаты этих разработок обобщены в монографии “Хронічний вплив малих доз опромінення на нервову систему. Експериментальні дослідження та клінічні спостереження” (1998).

В связи с экпериментальным изучением роли глиального компонента в формировании эпилептогенного очага в лаборатории была отработана методика получения культур, обогащенных глиальными клетками с преобладанием астроцитов, из различных отделов мозга экспериментальных животных. Идентификация клеток астроглии подтверждена иммуноцитохимически выявлением в них кислого фибриллярного белка — маркера астроцитов. Результаты этих исследований включены в кандидатскую диссертацию К.Р.Костюка “Вплив гетеро-топічної алотрансплантації тканини гіпокампу на динаміку біоелектричної активності мозку та функціонально-морфологічної інтеграції імплантату з реципієнтом” (1999).

В рамках проблемы исследования иммунных свойств клеток головного мозга в онтогенезе в лаборатории изучались реакции клеток глиом на воздействие клеточных суспензий, обогащенных нейроцитами и глией, а также их

супернатантов. Эти материалы отражены в коллективной монографии “Иммунная система головного мозга” (1999).

В течение последних лет на культурах глиом и нервной ткани экспериментальных животных проводится изучение эффективности различных фотосенсибилизаторов и отработка оптимальных схем лазерного облучения в реализации фо-тодинамического эффекта.

На всех этапах работы лаборатории ее ведущие сотрудники профессор Т.П.Верхоглядова и доктор медицинских наук В.М.Семе-нова принимают постоянное участие в работе патоморфологического отдела, осуществляя диагностику биоптического материала, а также выполняют морфологические фрагменты научной тематики в соответствии с проблемами, разрабатываемыми в институте.

Под руководством профессора Т.П.Верхог-лядовой выполнены и защищены 23 диссертационных работы, из них 18 кандидатских и 5 докторских диссертаций. Профессор Т.П.Верхог-лядова является автором более 149 научных публикаций и соавтором 5 монографий.

Под руководством д.м.н. В.М.Семеновой выполнены морфологические фрагменты двух кандидатских диссертаций. Она является автором 88 научных публикаций и соавтором 2 монографий. ЛП.Стайно является соавтором 17 публикаций. Результаты разработки различных теоретических и практических вопросов с привлечением метода тканевых культур освещены более чем в 70 публикациях и включены в 3 докторские, 7 кандидатских диссертаций и в 4 монографии.

The History of the Iissue Cultivating Laboratory

T.P.Verhogliadova, V.M.Semyonova The stages of formation and development of the Institute Iissue Cultivating Laboratory were presented. The mane scientific tendencies and results of the conducted researches with the use of this method have been considered.

Історія лабораторії культивування тканин

Верхоглядова Т.П., В.М.Семенова В.М. Представлено етапи становлення та розвитку лабораторії культивування тканин Інституту. Розглянуто головні наукові напрямки та результати проведених досліджень із застосуванням данного методу.