История создания трехспирального коллагена

– Мой научный путь начался на фармацевтическом факультете Сеченовского университета, сразу после окончания которого я была зачислена в аспирантуру на кафедру технологии лекарств и, соответственно, проводила много времени на кафедре. Примерно в марте 1973 года Татьяна Сергеевна Кондратьева, заведующая кафедры и мой научный руководитель, очень обрадовалась появлению темы нового и никому неизвестному тогда ещё коллагена. Поскольку на тот момент темы для работы у меня ещё не было, Татьяна Сергеевна позвала меня и сказала: «Представляешь, как здорово, пришли коллеги с кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии, у них есть определённые технологические вопросы о консервировании белка». И к нам пришли двое достаточно молодых учёных, хотя тогда мы стеснялись говорить о таком серьёзном звании. Это были Леонид Прокофьевич Истранов, очень энергичный, очень целеустремлённый молодой человек, разработавший метод выделения коллагена из тканей, и Рубен Карапетович Абоянц, только защитившийся, недавний ещё на тот момент выпускник кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии. Татьяна Сергеевна, к слову сказать, была первопроходцем в разработке темы консервирования лекарств, и она сразу переключила меня на работу с нашими новыми коллегами. Это было знакомство с двумя замечательными мужчинами, один из которых впоследствии стал моим мужем. Но до того момента мы с Леонидом Прокофьевичем ещё три года проработали вместе, создавая то, что приходило в голову ему, и останавливаясь на том, что приходило на ум мне. Таким был мой вход в науку.

.

.

Всё это было действительно совершенно необычно, потому что такого вспомогательного вещества даже и близко не было. Это работа с тканью, с биологическим материалом, и это было очень непросто. Никакой фарм. литературы на тот момент и на протяжении минимум пяти последующих лет не существовало. Если и были какие-то данные по коллагену, который применяется в качестве лекарственного средства, или в качестве изделий мед. назначения, то это были исключительно какие-то отдельные публикации, и они касались только фармакологического ранозаживляющего эффекта. Не было вообще ничего, касающегося тех вопросов, которые разрабатывает фармтехнолог, и которые выносятся на защиту диссертации. В этом-то и заключалась огромная сложность, как из ещё несуществующего материала, фактически просто из набора его физико-химических свойств выбрать то, что можно будет определить как критерии качества. Первый год был невероятно сложным. Леонид Прокофьевич как специалист по физико-химии и работы в области выделения коллагена именно с тканью, он всё время пытался склонить меня к исследованиям того, чем занимался сам. И первый год для моей диссертации прошёл практически впустую. Но в Сеченовском универститете, всё-таки в Первом Меде, всегда было очень строго с выполнением плана подготовки аспирантов, и к концу первого года мы обязаны были написать литературный обзор. Поэтому я очень много работала в библиотеке с выбором литературы. Но довольно сложно подготовить обзор литературы тогда, когда у тебя ещё нет навыка и нет данных, никаких личных данных о том, что же будет сделано, потому что обзор литературы должен логично подводить к тому исследованию, которое ты дальше будешь излагать.

Главное свойство коллагена в любой форме – это ранозаживление. Когда я начинала, были разработаны формы плёнки и губки, обе формы из одной и той же субстанции, раствора коллагена. Плёнка – материал воздушной сушки, губка – материал сублимационной сушки. Моя коллега по педагогической работе (все аспиранты должны также вести и преподавательскую деятельность) сказала, что в 23 больнице огромное гнойное отделение, там лечат раны метилурацилом на ланолин-вазелиновой основе. Я взяла себе это на заметку, пошла в библиотеку и стала читать. И выяснила, что это очень старый препарат, его синтезировали в 1946 году, и у него правда хорошие ранозаживляющие свойства. Он стимулирует репарацию тканей, а ещё является иммуномодулятором, что было важным для вялогранулирующих ран. Метилурацил не мог сыграть никакой роли в актуальности моей работы, это вещество было синтезировано ещё до моего рождения, но я подумала, что актуальность работы может быть в новой форме лекарственного средства – коллагеновой губке как носителя препарата. И я начала работать с метилурацилом.

Это был в чём-то случайный, но такой счастливый выбор для меня, но дальше оставалось совершить огромный объём действий в плане подготовки диссертационной работы в аспирантуре. Во-первых, по стандартизации субстанции, потому что без стандартной субстанции невозможно создать ни изделие мед.назначения, ни лекарство. Сейчас такой подход кажется нам абсолютно правильным, но на том этапе, когда я присоединилась к теме, не было ни единого фармтехнолога. Попутно скажу, что в группе, к которой я присоединилась, а потом уже в отделе коллагеновых препаратов и изделий таким классическим фармтехнологом была только я одна. Леонид Прокофьевич в конечном итоге в 1977 году защитил докторскую диссертацию по специальности «Технология лекарств», но он был технологом со стороны, всё-таки он был больше физико-химиком, и его диссертация была выполнена на стыке наук. А я была молодым фармтехнологом, который набирался опыта, но который всё-таки руководствовался установленными правилами создания лекарств. Поэтому самым главным научным достижением в своей жизни я считаю понимание необходимости и разработку стандартов (показателей) качества на субстанцию коллагена. Это было непросто, ведь коллаген – природное вещество, белок, полученный из разных животных разного возраста, имеющий слишком большие колебания, но необходимо было определить оптимальные показатели, которые позволяли бы в дальнейшем создавать стандартные формы, стандартные лекарства, стандартные мед.изделия на основе такого непростого и плохо поддающегося стандартизации компонента, как коллаген.

Ну а дальше покатилось. По этим двум раневым покрытиям (плёнкам и губкам) сделали эксперимент на животных. Мы сделали макрокартину, т.е. смотрели планиметрически, как быстро заживает рана, смотрели биохимический состав грануляционной ткани, и по показателям РНК и ДНК мы видели, что стимуляция и репарация происходят, и происходят очень хорошо. Работа была очень основательная. В рамках этих коллагеновых препаратов метилурацила были защищены три диссертации: одна работа моя, одна работа Татьяны Михайловны Ильиной (биохимическая), и ещё одна работа Геннадия Николаевича Берченко (на уровне морфологии). Я вовремя апробировалась (я ведь всегда была отличницей) и закончила аспирантуру в 1976 году. Вот таким был мой этап вхождения в тематику, это были мои аспирантские годы, проведённые рядом с Леонидом Прокофьевичем.

.

– Именно. Мы отмечаем большой плюс в том, что коллаген маловидоспецифичен. Именно этим обусловлена его низкая иммуногенность. Извлекая коллаген из дермы крупного рогатого скота, мы фактически извлекаем коллаген первого типа, и он такой же, как коллаген первого типа человека. Мы освобождаем его от клеток, убираем сигнальные хвосты молекулы, выбрав лучший, на мой взгляд, метод для промышленного выделения субстанции коллагена, автором которого и является Леонид Прокофьевич Истранов. Это щёлочно-солевой метод, и, как показало время, это один из лучших методов децеллюляризации природных тканей. К тому же, когда когда речь идёт о прионах, мы создаём безопасные условия выделения коллагена, освобождаясь с помощью щёлочи и от возможных прионных белков, хотя в России прионы так и не были обнаружены.

Коллаген, полученный таким методом, выступает в качестве основы экстрацеллюлярного матрикса. Его волокна – это своего рода строительные леса для построения новой ткани. К тому же коллаген ингибирует действие матриксных металлопротеаз, мешающих фибробластам наращивать упорядоченную структуру коллагеновых волокон при раневом процессе, чем, отчасти, обусловлено образование грубых рубцов и келоидов. Многие полагают, чтовнесённый в рану коллаген сразу используется организмом в качестве строительного материала при построении новой ткани, но так биохимические процессы не действуют, что ты капнул в рану что надо, и клетка поняла, что с этим делать. Клетка ещё должна понять, что надо, т.е. сначала продукты биодеградации коллагена должны поступить в кровоток, хотя обломки коллагена по принципу обратной связи являются сигналом о повреждении, и фибробласт начинает активно синтезировать новый коллаген. В этом и заключается стимулирующий регенеративные процессы эффект. Это теория, которую выдвинул в своё время Анатолий Борисович Шехтер (выдающийся ученый, доктор медицинских наук, профессор, лауреат премии Правительства РФ, руководитель Лаборатории экспериментальной морфологии Сеченовского университета – прим. ред.). Но то, что вносимый в рану коллаген является своего рода строительными лесами для построения новой ткани, это очень важно, и этого не было в наших первоначальных теориях, это стало понятно уже сейчас, когда стали работать с матриксами и с клетками. Аналогия со строительными лесами очень точная, потому что в ране полно клеток, всяких клеток, и клеткам надо за что-то зацепиться. Если клетке есть к чему прикрепиться, она дальше сама хорошо работает.

– Коллаген в смысле формообразования обладает, помимо уникальной биологической активности (стимуляция заживления + способствование к усилению агрегации тромбоцитов), уникальным свойством, это формообразование. Не любой полимер может образовывать форму, которую удобно применять в качестве лекарственного средства. Посколько коллаген является очень высокомолекулярным полимером, он такую форму образует. Это плёнка (при воздушной сушке), губка (при сублимационной сушке), порошок (при распылительной сушке) и другие формы при каких-то других воздействиях/осаждениях, например, волокна (при осаждении электролитами). И если он образует такие формы, то совершенно естественно, разумно и очевидно усилить его свойства как раневого покрытия. Ещё одно замечательное свойство, он обладает воздухо- и паропроницаемостью, он закрывает рану от внешнего воздействия и создаёт комфортные условия для заживления внутри, фактически происходит влажное заживление. И если клеткам в этих условиях комфортно, то они сами хорошо справляются с задачей образования новой ткани. Поэтому было совершенно логичным попробовать усилить свойства какими-нибудь биологически-активными веществами.

В случае начала моей научной деятельности это был метилурацил. Но, безусловно, интересно, является ли это просто смесью, или это является каким-то химическим взаимодействием. Например, хондроитин-сульфат, точно так же, как и ионы тяжёлых металлов, с коллагеном в кислой среде соосаждается и образует комплекс, показавший хорошие результаты в стоматологии. Поэтому мы при создании какого-то нового изделия или препарата смотрим на совместимость. При самых ранних исследованиях установили, что коллаген образовывал комплексы с тетрациклином, и в организме этот комплекс имеет большие плюсы: он медленно разрушается и, таким образом, пролонгирует действие. Поэтому взаимодействие это не плохо и не хорошо. Во многих случаях это хорошо, потому что мы таким образом можем как-то управлять свойствами. Взять к примеру Дигестол (коллагеновая губка для лечения гнойных ран – прим. ред.), в котором помимо коллагена присутствует комплекс протеолитических ферментов гепатопанкреаса камчатского краба. Химотрипсин очень быстро лизирует, продукты его распада поступают в кровь, что может вызвать системный шок. Дигестол же действует очень мягко, действует пролонгированно, постепенно высвобождая дигестазу по мере деградации губки.

– С моей точки зрения это никак не перспективно, он абсолютно ничего не улучшает в действии коллагена. В организме хитозан не является биодеградируемым полимером. Коллагеназы в тканях полным-полно, потому что коллаген постоянно обновляется, строится и разрушается, и продукты его распада должны быть метаболизированы и выведены. Этим и занимается коллагеназа. А вот у человека хитина нет, и никакого фермента, метаболизирующего хитин и его производные, тоже нет. Панцири ракообразных мы, как известно, переваривать не умеем. Научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского университета тоже пришёл в Институт регенеративной медицины с хитозаном. Не прошло и трёх-четырёх лет, и он стал адептом коллагена.

Мы провели большое исследование на животных и не увидели никаких доказательств того, что хитозан каким-то образом улучшает течение раневого процесса или улучшает какие-то свойства нашего раневого покрытия, поэтому отказались от идеи его использования.

– Был Авитен, американский микрокристаллический коллаген. Мы о нём знали, но литературы никакой не было, а то, что было, искать было невероятно сложно. Это коммерческий препарат, фибриллярный порошок. Он получался методом механического диспергирования. Фактически в нём сохранялась упорядоченность структуры. Он, естественно, более грязный. По Японии никакой литературы не было, мы её вообще не рассматривали как страну, которая что-то может сделать в этой сфере. Америка да, но всё-таки американцы использовали для предварительной обработки фермент. Этот метод намного дороже и он даёт менее надёжный результат и в отношении прионов, и в отношении децеллюляризации.

Есть разные ткани. Взять, например, сухожилия – там волокна ориентированы параллельно, их довольно просто разрыхлить. А в дерме волокна расположены хаотично, они очень сильно переплетены между собой, образуя сетку. Не зря кожевенники назвали коллагенсодержащий слой дермы сетчатым. Чисто механически разрушить структуру до молекул невозможно, надо дополнительно использовать какие-то разрушающие агенты. Поэтому о конкуренции с Японией говорить сложно, мы рассматривали конкурентами только американцев. Мы знали, что где-то в другой части мира идут разработки, что мы не одни. В Чехословакии был очень известный исследователь коллагена Хвапел (Chvapel M. – прим. ред.), сколько-то он работал в Чехословакии, затем переехал в Америку. У него было больше всего публикаций, он считался классиком в этой теме. Потом мы его следы потеряли, но в любом случае на него мы ориентировались и ссылались.

В любом случае, разница в наших с американскими коллегами подходах была существенна, в Америке из коллагена не делали изделия медицинского назначения или лекарства, содержащие активные вещества. Они не рассматривали коллаген как носитель, и, скажу нескромно, это именно я придала коллагену фарм.направленность, рассмотрев его как основу для медицинских изделий и как носитель лекарственных средств. Я попыталась сделать для своих губок так, как это принято в технологии лекарств. Когда учёный совет видит привычный подход, такая диссертация всегда будет иметь больше шансов на защите. Есть основа, есть действующее вещество, есть методы контроля качества, есть определения лекарственного вещества, проведены эксперименты по определению срока годности, подтверждена стабильность формы. Эту диссертацию я бы и сейчас лучше не сделала! Потом уже в нашем отделе Леонид Прокофьевич при моём непосредственном участии разработал фармакопейную статью по коллагеновым губкам.

.

– Это очень тяжёлый период в принципе для страны, для всех, и для нашей семьи в частности. Для семьи однозначно, потому что мы с мужем работали в одном подразделении, и финансирование прекратилось полностью. Оно прекратилось как в плане обеспечения реактивами, материалами, так и в смысле заработной платы. На что-то надо было жить, и нужно было сохранить наши знания и разработки. И я, и Леонид Прокофьевич относились к этому как к семейному достоянию, и бросить это было бы таким кощунством и предательством. Весь молодой состав нашей лаборатории разбежался в те места, где можно было что-то зарабатывать. Конечно, не в науку. У нас был проректором по научной работе Грачёв Виталий Сергеевич, и он понимал всю тяжесть и сложность нашей жизни. Он просил нас только не разбегаться. И мы держались, как могли. Было в Первом меде такое коммерческое малое предприятие Медиак (был период, когда возрождались кооперативы, и у нас было создано что-то подобное), и мы делали вручную гемостатическую губку, во что-то её упаковывали, какими-то минимальными партиями. И это предприятие, уже как коммерческая структура, которая могла вести финансовую деятельность, маленькими партиями (потому что была разрушена система снабжения, которая существовала при Союзе, и гемостатики не поступали в лечебные учреждения) продавала эти губки в те лечебные учреждения, которые могли позволить себе это закупить. Это был такой мизер, что на хлеб хватало в лучшем случае. Это было очень тяжело. Немножечко мы поддерживались компанией Полистом, это остеопластические материалы для стоматологии. Примерно так же, как и «Медиак», по стоматологиям продавались коллагеновые изделия. Надо было жить, а жить можно было только за счёт какой-то технической работы. Все научные исследования были однозначно приостановлены, и возобновлены были уже только в новое время, когда в Первом Меде был образован Институт регенеративной медицины, в 2016 году, и то, коллаген не сразу стал одним из основных направлений. Поначалу больший упор делали на клеточные исследования, т.е. хотелось освоить все клеточные протоколы, технологии и так далее. Коллаген получил вторую жизнь, когда появилась идея создать коллагеновую матрицу нового поколения методом электроосаждения.

.

Допустим, покупка спектрофотометра в лабораторию. Это была огромная радость и событие, когда нам его купили. Такой прибор был, может, только на двух кафедрах. В плане оборудования это было, конечно, тяжёлое время, но так было везде в стране, такой был этап развития у общества. Зато творили.

У нас были животные, были даже кролики, и эксперименты, где мы изучали радиационные повреждения, ожоги (как радиационные, так и термические на фоне общелучевого поражения, были сделаны очень честно и очень качественно. В этом можно убедиться, когда видишь, что производит завод «Зелёная дубрава» (речь, в частности, о коллагеновом гидрогеле «Эмалан», разработка которого была призвана помочь пострадавшим в аварии на Чернобыльской АЭС – прим. ред.).

И сегодня я могу сказать, что я в смысле работы счастливый человек, потому что я всегда занималась тем, что мне очень нравится. Я получала удовольствие от того, что я делаю, от того, что продукт моего труда нужен людям. Это огромная радость, огромное удовлетворение. Наверное все по-разному, кто-то на кнутах хорошо работает, а я на хорошем результате. Для меня похвала и признание гораздо важнее кнута. Высшая мотивация, как-то так!

.

.