Низькотемпературний банк біологічних об’єктів
Екскурсію провів Віктор Васильович Чижевський, ст.н.с., к.б.н.
Низькотемпературний банк біологічних об’єктів (НТББО) є невід’ємною частиною і структурним підрозділом Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, заснованого в 1972 році. Базою для створення НТББО послужив “мінібанк” Проблемної лабораторії Фізико-технічного інституту низьких температур.
Створювався він як кріобанк для інституту кріобіології в 70-х роках ХХ ст. в першу чергу в ньому передбачалося зберігання різних видів крові-донорської, а потім і пуповинної. Зараз цей банк надзвичайно широкого профілю, де зберігається сперма, ембріони різних тварин, Ікра риби, меристеми рослин, в першу чергу зникаючих видів. Тому він став національним надбанням країни і має дуже велике державне значення. А зараз він виконує багато функцій, в тому числі і функцію зберігання пуповинної крові, про яку далі у нас піде мова. І ми прагнемо до ще більшого розширення його функцій і можливостей.
У 2002 р розпорядженням Кабінету міністрів України низькотемпературного банку біологічних об’єктів було надано статус Національного надбання України.
Сучасний низькотемпературний банк являє собою складну систему тісно пов’язаних між собою напрямків роботи: це наукові розробки і вдосконалення методів заморожування-відігрівання біооб’єктів; організаційно-технічні заходи щодо забезпечення довгострокового зберігання біоматеріалів при низьких температурах; адекватна оцінка ступеня збереження біологічного матеріалу.
Сьогодні в низькотемпературному банку (НТБ) зберігаються біологічні зразки різних видів і рівнів організації: фракції крові, тканини і суспензії клітин тваринного походження, генетичні ресурси рослинного, ксено-і аллогенного походження, мікроорганізми і багато іншого.
Основними напрямками роботи відділу є:
- розробка технологій кріоконсерваціі біологічного матеріалу: оптимізація програм заморожування-відігрівання, підбір кріозахисних середовищ і адекватної низькотемпературної тари;
- дослідження впливу умов і тривалості зберігання на збереження біооб’єктів при довгостроковому низькотемпературному зберіганні;
- оптимізація умов і контролю зберігання біологічного матеріалу в НТБ шляхом автоматизації скринінгу температури і рівня рідкого азоту в сховищах, створення систем попереджувальної сигналізації;
- визначення найбільш адекватних методів оцінки та інформативних параметрів біологічної повноцінності кріоконсервованого матеріалу, який зберігається в НТБ;
- оптимізація системи обліку кріоконсервованого біоматеріалу НТБ;
- верифікація потенціалу деконсервованих біооб’єктів в системах in vivo і in vitro .
В результаті проведеної роботи відділом НТББО:
- створена тривимірна графічна модель геометрії температурного поля сховищ в залежності від заповнення сховища рідким азотом, завдяки якій можна визначити температуру в будь-який конкретній точці внутрішнього об’єму сховища, а також рівень заповнення сховища рідким азотом;
- розроблена методика використання низькотемпературного сховища для довгострокового зберігання біологічних зразків в парах рідкого азоту;
- визначені температурні і тимчасові обмеження при роботі з біоматеріалом, які гарантують повноцінне зберігання зразків в парах рідкого азоту;
- визначені оптимальні температурні і часові параметри технологічних операцій для біоматеріалів, які зберігаються в НТБ;
- визначені перспективні тепло- і холодоносії (суміші металевих порошків з рідким азотом) для надшвидкого заморожування мерістемальних тканин рослин, що дозволило оптимізувати програми кріоконсервування меристем картоплі, часнику і винограду;
- розроблена ефективна технологія кріоконсервування плацентарного матеріалу, яка дозволяє значно зменшити ризик переохолодження при використанні ряду вивчених розчинів кріопротекторів, що дозволяє уникнути можливості кріодеструкції заморожених біологічних об’єктів;
- проведені доклінічні випробування кріоконсервованих плацентарних біооб’єктів. Верифікована їх ефективність в якості засобів, що коригують нейроендокринні, імунологічні, обмінні порушення. Показана ефективність кріоконсервованих плацентарних біооб’єктів в якості препаратів, що запобігають незворотним змінам в організмі, який піддавався гострого загального охолодження;
- дослідженнями діелектричних особливостей нативной, повільно-і швидкозамороженої сироватки кордової крові людини (СККЧ) виявлені зміни діелектричних параметрів, опосередкованих термотропними конформаційними переходами молекул СККЧ, і встановлено, що ступінь і характер впливу температур визначаються режимами заморожування і складом сироватки;
- розроблений ефективний спосіб кріоконсервування меристем сільськогосподарських культур (картоплі і винограду) з використанням модифікованого вітріфікаційного середовища;
- розроблена комп’ютерна система обліку біологічного матеріалу, на основі якої створено електронну базу даних кріоконсервованих біооб`єктів, які зберігаються в НТБ ІПК і К НАН України.