Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ЯДРОСОДЕРЖАЩИХ КЛЕТОК ИЗ ПУПОВИННОЙ КРОВИ СО СТАНДАРТИЗИРОВАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ

Изобретение относится к области медицины и криобиологии, а именно к способам получения из пуповинной крови ядросодержащих клеток для парентерального введения в терапии заболеваний внутренних органов человека. Способ заключается в том, что после забора пуповинной крови добавляют равный объем полиглюкина, смесь перемешивают, выдерживают, отделяют супернатант, центрифугируют его, основную часть плазмы удаляют, к полученному осадку, содержащему концентрат ядросодержащих клеток, добавляют раствор, лизирующий эритроциты, затем снова центрифугируют, к осадку добавляют раствор диметилсульфоксида в полиглюкине с расчетом, чтобы получить необходимые конечные концентрации ядросодержащих клеток и диметилсульфоксида. Затем полученный концентрат криоконсервируют и закладывают на хранение в жидкий азот. Способ позволяет сохранить фракцию ядросодержащих клеток без примесей эритроцитов и плазмы, стандартизированную по содержанию ядросодержащих клеток и другим параметрам, при этом нет необходимости в подборе пациента по принципам трансфузионной совместимости (по группе крови и резус-фактору).

В настоящее время важным источником ядросодержащих клеток (ЯСК) является пуповинная кровь (ПК).

ПК содержит гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) и другие прогениторные клетки с высоким потенциалом пролиферации, самообновления и регенерации.

Процесс забора пуповинной крови прост, занимает не более 10 минут, не вызывает никаких осложнений ни у матери, ни у ребенка.

Известны различные методы получения ядросодержащих клеток (К.М. Абдулкадыров и др. Получение и клиническое применение периферических гемопоэтических стволовых клеток из пуповинной крови. Вопросы онкологии 2000, т. 46, №4, с. 513-536; К.М. Абдулкадыров и др. Плацентарная кровь: альтернативный источник кроветворных стволовых клеток для трансплантаций. Создание банков пуповинной крови. Терапевтический архив, 2001, т. 73, №7, с. 76-78; К.М. Абдулкадыров. Гематология. Новейший справочник. М., 2004, с. 890-901; Processing and cryopreservation of placental/umbilical cord blood for unrelated bone marrow reconstitution / P. Rubistein (et al.) // Froc. Nat. Acad. USA, 1995, V. 92, p. 1-119-10122; Optimal processing of human umbilical cord blood for clinical banking / P. Denning-Kendall (et fl.) // Exp. Hematol, 1996, V. 24, №12, p. 1349-1401).

Все они включают в себя основные этапы: забор пуповинной крови, выделение из нее ядросодержащих клеток, их криоконсервирование с последующим хранением.

В качестве ближайшего аналога может быть принят патент на «Способ получения ядросодержащих клеток из пуповинной крови» (патент на изобретение №2343928 от 20.01.2009). Данный патент описывает работу с пуповинной кровью для получения ядросодержащих клеток, но получаемый продукт пригоден только для использования у существенно ограниченного круга лиц. Это связано с тем, что продукт, получение которого описано в вышеуказанном патенте, предполагается использовать в онкогематологической практике при условии, что он совместим с потенциальным реципиентом по системе антигенов главного комплекса гистосовместимости и, соответственно, продукт не стандартизирован по количеству ядросодержащих клеток. Описанные технологические приемы в нем отвечают сфере применения пуповинной крови: лечение болезней крови и иммунной системы с целью восстановления нормального функционирования системы кроветворения и иммунопоэза после химиотерапии. Трансплантация в случае приживления приводит к замене популяции кроветворных и иммунокомпетентных клеток в костном мозге и органах иммунопоэза. При этом нет необходимости предварительно очищать продукт (трансплантат) от остатков эритроцитов и плазмы донора, поскольку у реципиента в момент трансплантации имеется иммунодефицит (результат химиотерапии). Поэтому ранние посттрансфузионные осложнения, вызванные групповой и/или резус-несовместимостью, обычно не выражены и не оказывают влияния на скорость приживления трансплантата. Таким образом, недостатком данного патента является его узкая область применения.

Однако в последние годы появляются работы, посвященные использованию клеток ПК в регенеративной медицине (Lee YH, Choi KV, Moon JH et al. Safety and feasibility of countering neurological impairment by intravenous administration of autologous cord blood in cerebral palsy. J Transl Med. 2012;10:58; Haller MJ, Viener HL, Wasserfall С et al. Autologous umbilical cord blood infusion for type 1 diabetes. Exp Hematol. 2008; 36(6):710-5). Многие исследования (van de Ven C, Collins D, Bradley MB et al. The potential of umbilical cord blood multipotent stem cells for nonhematopoietic tissue and cell regeneration. Exp Hematol. 2007 Dec;35(12):1753-65; Biazar E. Use of umbilical cord and cord blood-derived stem cells for tissue repair and regeneration. Expert Opin Biol Ther. 2014;14(3):301-10) показывают, что ЯСК ПК помимо свойств восстанавливать кроветворение обладают способностью стимулировать регенеративные (восстановительные) процессы в организме реципиента. Использование ЯСК в рамках регенеративной медицины не предполагает подбора пары донор-реципиент по принципам гистосовместимости, поскольку длительного приживления трансплантированных клеток не требуется. При этом предполагается, что такие трансплантации будут применяться у большого числа пациентов. Так как трансплантация (например, внутривенное введение) в этих случаях производится иммунокомпетентным реципиентам (пациентам), то учет возможных посттрансфузионных осложнений имеет большое значение. Для исключения этих осложнений в клинической практике в настоящее время практикуются следующие способы:

- подбор пары донор-реципиент по принципам групповой и резус-совместимости,

- предварительная отмывка перед трансплантацией методом центрифугирования.

Недостатками данных способов являются:

- невозможность глубокой очистки от примесей эритроцитов;

- сложность стандартизации (они не могут быть представлены как «препарат с полки»);

- технологические сложности для клиницистов при организации такого рода лечения.

Задачей изобретения является создание способа получения ядросодержащих клеток из пуповинной крови, позволяющего заготовить и сохранить стандартное количество ЯСК, глубоко очищенных от примеси эритроцитов и плазмы, что позволяет использовать полученный продукт у любого иммунокомпетентного пациента, без учета его групповой и резус принадлежности.

Технический результат состоит в получении продукта, содержащего стандартизированный концентрат ЯСК пуповинной крови в количестве не менее 24 млн в мл, глубоко очищенный от примеси эритроцитов и плазмы, что позволяет использовать полученный продукт у любого иммунокомпетентного пациента. Заявленный способ состоит в том, что после забора пуповинной крови и выделения концентрата ЯСК проводят дополнительный этап очистки путем добавления к концентрату раствора, лизирующего эритроциты с последующим центрифугированием оставшихся ЯСК, а полученный осадок ЯСК после подсчета клеток разводят рассчитанным объемом полиглюкина и диметилсульфоксида (ДМСО) для получения стандартной концентрации клеток и диметилсульфоксида в итоговом растворе, затем суспензию очищенных ЯСК разливают в полимерные пластиковые криопробирки и замораживают.

Предлагаемый способ позволяет получить продукт, содержащий ЯСК пуповинной крови, глубоко очищенный от примеси эритроцитов и плазмы. Продукт содержит не менее 24 млн клеток в мл, концентрация ДМСО от 5 до 10%, жизнеспособность не менее 70%, содержание CD34+ клеток не менее 10 тыс. клеток в мл. Продукт тестирован на отсутствие содержание бактериальных эндотоксинов, вирусов ВИЧ 1,2, гепатитов В, С, простого герпеса, цитомегаловируса, возбудителя сифилиса, микоплазмы, стерилен.

Способ дает возможность использования продукта у любого иммунокомпетентного пациента, без учета его групповой и резус принадлежности.

Способ осуществляется в условиях, обеспечивающих получение конечного продукта: продукта, содержащего ЯСК ПК в стандартизированной концентрации и не содержащего плазмы и эритроцитов исходной ПК. Забор ПК производится в учреждениях родовспоможения, имеющих лицензию на медицинскую деятельность на осуществление работ (услуг) по: акушерскому делу и/или акушерству и гинекологии. Забор ПК осуществляется после рождения ребенка и его отделения от плаценты у тщательно отобранных доноров в соответствии с критериями отбора донора (мать имеет отрицательные результаты тестирования на инфекции, дает информированное согласие, у нее отсутствуют заболевания, влияющие на качество крови). Забор производят из пуповинной вены с соблюдением правил асептики и антисептики в одноразовую систему для сбора крови, состоящую из герметично соединенных мешков: один для сбора донорской крови с антикоагулянтом и соединенные с ним 2 мешка-спутника для компонентов крови.

Маркированный контейнер с биологическим материалом транспортируют в лабораторию в специальных транспортных термоизоляционных контейнерах с соблюдением санитарно-гигиенических требований при условии обеспечения сохранности биоматериала при транспортировке. Доставка осуществляется при температуре от +10 до +25 градусов Цельсия в срок до 24 часов после забора биоматериала.

При поступлении в лабораторию проводится регистрация и маркировка образцов. Далее образцы передаются через шлюзовую камеру в чистые помещения для дальнейшей работы.

Производственный процесс представляет собой ряд последовательных действий, имеющих своей целью уменьшить объем биоматериала (концентрирование), удалить ненужные компоненты из сырья (эритроциты, плазма, антикоагулянт) и подготовить клетки к длительному хранению в криозащитном растворе. Все техпроцессы производят в помещении класса чистоты С и В, зонах класса А. Допускается использование других режимов работы оборудования, аналогичных реактивов, материалов, позволяющих получить тот же технический результат.

К порту мешка с кровью с помощью соединительной магистрали подсоединяют мешок с полиглюкином, производят его переливание в мешок с кровью и смешивание. Магисталь с пустым мешком отпаивают. Мешок с кровью подвешивают вертикально портами вверх. Через час отмечают маркером на мешке границу осажденных эритроцитов. Отметки повторяют каждые 15 минут до того момента, когда расстояние между последними 2 отметками не будет меньше или равно 5 мм. Далее мешок с кровью аккуратно помещают в плазмоэкстрактор, пластиковым зажимом пережимают одну из трубок мешка-спутника, механически открывают замок и проводят плазмоэкстракцию, передавливая надосадок в мешок-спутник. Мешок с эритроцитарной массой отсекают.

Мешки-спутники укладывают в стакан для центрифугирования и помещают в центрифугу, центрифугируют при скорости 750g 10 мин с низкой скоростью торможения. Мешок с осажденными клетками помещают в плазмоэкстрактор, проводят вторую плазмоэкстракцию, оставляя около 15 мл осадка. Второй мешок-спутник отпаивают.

Содержимое мешка ресуспендируют. К порту мешка с помощью магистрали присоединяют мешок с лизирующим раствором. Возможно использовать любой из принятых в лабораторной практике растворов, лизирующих эритроциты (например, KHCO₃ 0.75 г/л, NH₄Cl 3.05 г/л, ЭДТА 37.5 мг/л; или NH₄Cl 83 г/л, Na₂ЭДТА 0.37 г/л, или 1 г 0.1 молярного раствора KHCO₃ на 100 мл воды). Лизирующий раствор добавляют в мешок с ядросодержащими клетками, пустой мешок отпаивается. Мешок с клетками встряхивают, переносят в ламинарный шкаф, подсоединяют к порту магистраль, переливают содержимое в 4 пробирки для центрифугирования емкостью 50 мл равными долями. Пробирки центрифугируют при 500g в течение 10 минут. В ламинарном шкафу отсасывателем удаляют надосадочную жидкость. Таким образом, в конечный продукт компоненты раствора, лизирующего эритроциты, а также плазма не попадают. К мешку с полиглюкином подсоединяют магистраль, удаляют с противоположного ее конца иглу, подсоединяют к магистрали шприц объемом 20 мл, набирают в него 20 мл полиглюкина. Из шприца в каждую пробирку добавляют по 5 мл полиглюкина. С помощью пипетки ресуспендируют ЯСК и переносят весь объем в новую пробирку. С помощью автоматической пипетки отбирают 0,5 мл суспензии и проводят подсчет количества ЯСК при помощи гемоцитометра. Рассчитывают необходимый объем полиглюкина и диметилсульфоксида для данного количества клеток, чтобы получить стандартизированные конечные концентрации. Расчет проводят следующим образом:

Необходимый объем ДМСО определяют по формуле:

(5*общЯСК)/(100*24)

где 5 - требуемая концентрация ДМСО (5%)

общЯСК - результат подсчета количества ЯСК в полупродукте в млн клеток

24 - требуемая конечная концентрация ЯСК в готовом продукте - 24 млн клеток на мл

100 - поправочный коэффициент

Необходимый объем полиглюкина определяют по формуле:

(общЯСК/24)-ДМСО-20, где

общЯСК - результат подсчета количества ЯСК в полупродукте в млн клеток

24 - требуемая конечная концентрация ЯСК в готовом продукте - 24 млн клеток на мл

ДМСО - объем ДМСО, рассчитанный на предыдущем этапе, мл

20 - объем полупродукта до разведения, мл

К мешку с полиглюкином подсоединяют магистраль, удаляют с противоположного ее конца иглу, подсоединяют к магистрали шприц объемом 50 мл, набирают в него расчетный объем полиглюкина. Из флакона с диметилсульфоксидом в шприц 5 мл набирают расчетный его объем, переливают его в шприц с полиглюкином. К суспензии клеток добавляют содержимое шприца 50 мл, ресуспендируют ЯСК. Пипеткой 5 мл переносят суспензию в криопробирки, плотно закручивают крышки.

Каждую пробирку помещают в криопротективный пластиковый пакет, туда же помещают этикетку, инструкцию по применению. Пакет герметично запаивается запаивателем для мешков. Мешки помещают в контейнер для заморозки и переносят в пары жидкого азота для замораживания.

После криоконсервации готовая продукция переходит на этап карантинного хранения. После прохождения всех этапов производственного контроля продукция переносится на длительное хранение на склад.

Производстенный контроль включает в себя исследования продукта:

- методом проточной цитофлюориметрии на концентрацию клеток, содержание CD34+ клеток, процент жизнеспособных клеток. Продукт должен содержать не менее 24 млн клеток на мл, не менее 10 тыс. CD34+ клеток на мл, процент жизнеспособных клеток должен быть не менее 70; - бактериологическим методом на стерильность. Продукт должен быть стерильным;

- методом полимеразно-цепной реакции на содержание РНК вирусов иммунодефицита человека 1 и 2 типа, вируса гепатита С, ДНК вируса гепатита В, вируса простого герпеса, цитомегатовируса, бледной трепонемы, микоплазмы. В продукте должны отсутствовать указанные агенты.

- Методом качественного гель-тромб ЛАЛ-теста на содержание эндотоксинов. В продукте не должно выявляться эндотоксинов.

- Методом световой микроскопии на отсутствие содержания эритроцитов. В продукте должны определяться лишь единичные эритроциты.

- Методом биуретовой реакции на отсутствие содержания белка. В надосадке продукта (после центрифугирования - отделения клеток) концентрация белка должна быть не более 0.5 г/л.

Карантинное и постоянное хранение клеток осуществляется в жидком азоте или его парах при температуре от минус 150 до минус 196 градусов в автоматизированных биохранилищах, контролирующих уровень жидкого азота, температуру, оснащенных системой оповещения о нештатных ситуациях в специализированных помещениях (криохранилища). Криохранилища оборудованы системами приточно-вытяжной вентиляции, датчиками кислорода, контролем доступа.

Продукт предназначен для потенциального использования в терапии заболеваний внутренних органов. Преполагается, что продукт подходит для парентерального введения (внутривенного, интракоронарного, интраартериального, эндолюмбального, внутрикожного).