Мы продолжаем серию наших публикаций, посвященных разработкам обнинских ученых, которые стали финалистами федерального конкурса «УМНИК». На этот раз о своем проекте нам рассказала Анастасия Миценык, которая в настоящий момент проходит обучение в магистратуре обнинского Института атомной энергетики.
ОТ ФИЗИКИ К БИОТЕХНОЛОГИЯМ
- В 2018 мне была присвоена квалификация бакалавра по направлению «ядерная медицина», - начала свой рассказ девушка. - Сейчас я продолжаю обучение на первом курсе магистратуры отделения биотехнологий. Такая кардинальная смена направления подготовки связана не только с тем, что за биотехнологиями будущее нашей страны и всего мира. Важную роль для меня сыграла еще и пройденная практика в отделении клинической иммунологии местного института радиологии.
Анастасия Миценык пояснила, что идея для участия в программе «УМНИК», которая дает возможность молодым ученым получить гранты на реализацию своих идей, возникла в процессе написания бакалаврской выпускной квалификационной работы, в которой девушка занималась изучением криобиологических свойств половых клеток млекопитающих при ультранизких температурах. Именно эта работа дала толчок к началу разработки оптимального протокола витрификации (мгновенное погружение биоматериала в жидкий азот) половых клеток млекопитающих (ооцитов и эмбрионов крупного рогатого скота), который в будущем способен дать толчок к внедрению вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), в частности, витрификацию, в сельское хозяйство и животноводство.
- В настоящее время для сохранения и длительного хранения ооцитов и эмбрионов млекопитающих (коров, свиней и др.), как и для человека, используется несколько способов заморозки: медленное и быстрое замораживание (витрификация), - объясняет автор проекта. - Разница состоит в том, что при медленном способе биоматериал сначала постепенно замораживается в программируемых фризерах и только потом переносится в жидкий азот для длительного хранения. При витрификации клетки в специальных соломинках или криопробирках сразу опускаются в жидкий азот.
Яйцеклетки очень чувствительны к низким температурам, поэтому медленное замораживание им противопоказано: в лучшем случае выживает всего 30-50% от общего количества ооцитов, в отличие от витрификации - до 90%. Эмбрионы медленную заморозку переносят лучше, но их выживаемость при данной процедуре существенно ниже, чем при витрификации.
- Для заморозки ооцитов и эмбрионов наиболее эффективным признан метод витрификации, потому что из-за высокой скорости замораживания исключается риск образования вне- и внутриклеточных кристаллов льда, губительно действующих на живые объекты, и уменьшается время контакта половых клеток с криопротективными средами, - говорит Анастасия.
На сегодняшний день всего несколько иностранных фирм представляют свою продукцию для криоконсервации ооцитов человека методом витрификации в России. В то время как в нашей стране нет ни одного отечественного аналога для витрификации половых клеток млекопитающих. В РФ среды для замораживания наследственного материала животных не производятся.
РАДИ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ НЕЗАВИСИМОСТИ СТРАНЫ
Хранение биоматериала может продолжаться до нескольких десятков лет, потому что на качество ооцитов срок хранения не оказывает существенного влияния. Поскольку все биологические процессы в клетках останавливаются, как и их жизненный цикл. Это позволяет хранить женские половые гаметы (яйцеклетки) в жидком азоте до востребования.
Научная новизна предлагаемых решений состоит в следующем:
1. использование метода витрификации для замораживания половых клеток млекопитающих, а не медленного замораживания;
2. уменьшение токсичности растворов для витрификации за счет комбинации криопротекторов;
3. уменьшение времени контакта биологического материала с криопротекторами;
4. отсутствие белков животного происхождения и антибиотиков в растворах;
5. отсутствие в России технологии криоконсервации половых клеток млекопитающих и растворов для витрификации отечественного производства.
Анастасия Миценык поясняет, что необходимость внедрения ВРТ в сельское хозяйство и животноводство очевидна. Это будет способствовать обеспечению продовольственной независимости страны, замещению импорта животных, снижению стоимости племенного материала, а также позволит повысить на рынке объем молочной и мясной продукции крупного рогатого скота.
К слову, в настоящее время в России не используют витрификацию ооцитов и эмбрионов сельскохозяйственных животных (в промышленных масштабах), а применяют общепринятые устаревшие методы оплодотворения животных с использованием искусственного осеменения замороженным семенем.
Поэтому проведение НИР по разработке технологии криоконсервации половых клеток млекопитающих актуально для сельского хозяйства и животноводства. Внедрение результатов НИР позволит внедрить вспомогательные технологии в животноводство и ускорить увеличение поголовья сельскохозяйственных и редких пород животных в несколько раз по сравнению с искусственным осеменением.
Также результаты, полученные в ходе исследований, могут быть успешно использованы не только в сельском хозяйстве и животноводстве, но и в репродуктивной медицине, а именно: перенос данной технологии витрификации с животной модели на замораживание половых клеток человека.
Кристина Звон
Источник: PressaObninsk.ru
