Обобщение

Развитие науки связано с новыми технологиями, которые интегрируются в самые сложные формы деятельности человека, в том числе медицинскую науку. Благодаря техническому перевооружению, она подошла к изучению сложных, многосвязных и неопределенных процессов. Детерминистский (причинно-следственный) и стохастический (многократно-повторяемый) подходы, при которых на протяжении многих лет выявлялись значимые симптомы и их совокупности, определялись средние величины и, на этом основании, стандартизировались подходы к диагностике и лечению, оказываются малополезными ¹²⁸.

Тенденции развития дерматологии наглядно демонстрируют, что ее достижения связаны не только с наблюдениями, но и новыми технологиями исследовательской деятельности. Приняв тот факт, что кожа человека представляет собой активный орган иммунной системы, а резидентные и рециркулирующие клетки эпидермиса и дермы способны не только инициировать иммунные процессы, но и определять состояние кожных покровов, была обозначена актуальность изучения кожи путем определения фенотипа ее клеток.

По результатам нескольких патентованных изобретений исследовалась динамика состояний субпопуляций клеток кожи человека. Сама возможность этих исследований возникла после изобретения способа разделения клеток кожи при сохранении их жизнеспособности. Были оформлены Патенты на изобретения «Способ получения жизнеспособной гетерогенной популяции клеток кожи» (Приложение 1) и «Способ определения субпопуляционного состава клеток кожи и получения цитоиммунограммы кожи» (Приложение 2), что в дальнейшем нашло отражение в Резолюции Х Международной конференцией иммунологов Урала (Тюмень, 2012).

Познавательная и морфологическая сложность изучения клеток кожи вызвала необходимость выхода к мобилизации методов концептуального анализа для различения фенотипов субпопуляций клеток кожи. Это решение обнаружило классы потенциальных ситуаций, которые до сих пор не были различимы в дерматологии. В данной области исследовательской практики существенным оказалось то, что можно назвать дефицитом концептов для объяснения наблюдаемых феноменов. Решение этой части научной проблемы было задумано вести на основе инструментария научно-технического направления, основанного российским ученым в области методологии разработки информационных систем С.П. Никаноровым, и созданных им технологий концептуального анализа. Они направлены на конструирование понятий в тех областях практики, которые нуждаются в строгих различениях реальности. Применение концептуального анализа ориентировано на получение практически значимых результатов, позволило теоретически спланировать исследование клеток кожи человека от количественно-функциональной оценки последних до регистрации патентованных изобретений и внедрений разработок в практику.

Результаты концептуализации показали, насколько велико и вдобавок изменчиво многообразие фенотипов клеток кожи, что его изучение нельзя начинать в непосредственном переборе всех вариантов. На это уйдут многие годы. Преодоление этой трудности возможно путем сопоставления открывшихся возможностей с экспериментально-практическими реализациями (рис. 95).

Открывшиеся при этом феномены состояний кожи позволили предложить новый подход в прецизионной диагностике иммуноопосредованных дерматозов. Цитоиммунограмма кожи, оформляемая по факту применения разработанных способов, проста в исполнении и доступна, позволяет фиксировать информацию о количественном составе и функциональной активности клеток кожи, что объективно свидетельствует о текущем статусе локального компартмента иммунитета пациента. Практическое значение данного решения заключается в возможности определения начального фенотипа клеток в воспалительном инфильтрате кожи, что позволяет провести многопараметрический анализ клеток кожи в биоптате кожи пациента. Начало этой, более точной – прецизионной диагностике положено, но уже сейчас оно закладывает основание для будущих практических реализаций, поскольку впервые дерматология приблизилась к возможности разрешения противоречия между наблюдаемыми симптомами и скрытым множеством феноменов на уровне клеток кожи.

Рисунок 95. Дизайн теоретических и экспериментально-практических исследований в период с 2012 по 2022 гг.

Экспериментальные результаты изучения состояний клеток кожи, сохраняющих свою жизнеспособность, открывают фронт исследований, который объективно приведет к расширению опытного знания в дерматологии. Предложенный переход к междисциплинарному подходу изучения состояний клеток кожи человека, опирающийся на достижения иммунологии, цитологии и дерматологии, имеет практическое значение для всех этих отраслей научного знания. Разработанный подход к анализу экспериментальных данных, основанный на задействовании методов концептуального анализа и синтеза сложных предметных областей, открывает возможность для интенсивного развития дерматологии как теории с фронтом решений сложных проблем и задач, опережающим динамику развития патологии кожи. Результаты концептуализации феноменологии состояний кожи на клеточном уровне могут привести к увеличению точности диагностики состояний кожи, поскольку они могут исследоваться не по морфологической картине ее патологических симптомов, определяемых визуальным осмотром, а по особенностям различимых субпопуляций клеток ее конкретного участка, измеряемым инструментально. Такого рода переход от симптоматического подхода в исследовании кожи и лечении заболеваний кожи к фенотипическому является переходом к дерматологии другого, нового типа – к фенотипической дерматологии, создающей образец глубокого проникновения в природу кожных заболеваний и возможностей, граничащих с цифровыми технологиями. При такой исследовательской парадигме состояния кожи могут быть рассчитаны. Это обстоятельство имеет значение для выведения дерматологии на уровень прогноза развития патологий, существенно опережающих фронт естественной эволюции кожных заболеваний.

Оценка субпопуляционного состава клеток уже сегодня позволяет перейти к исследованию заболеваний кожи, сопровождающихся значительными изменениями количества клеток и появлением уникальных мембранных событий на их поверхности, в своей совокупности характеризующих определенные клинические состояния. Став первой инвазивной методикой, оценивающей не только структурное состояние клеток кожи, но и определяющей функцию ее субпопуляций без потери их жизнеспособности, цитоиммунограмма кожи продемонстрировала возможность радикального изменения технологии выявления механизма ранозаживления, что, в свою очередь, позволило предложить новый подход к стимуляции репаративных потенций кожи.

Выражаемые маркерами функциональной активности, количественные изменения молекул на поверхности клеток отражают истинность мембранных событий, которые приводят к качественным изменениям кожи в виде появления разнообразия элементов сыпи. Понимание этой связи позволило сформировать фронт решений актуальных проблем дерматологии. Одной их таковых остается спрос на научные разработки, ускоряющие ранозаживление кожи. Возможность отследить динамику поведения молекул и клеток позволила подойти к решению проблемы строго, учитывая хаотическую природу изучаемого объекта. Став первой инвазивной методикой, оценивающей не только структурное состояние клеток кожи, но и определяющей функцию ее субпопуляций, цитоиммунограмма кожи помогла выявить объект целенаправленного воздействия в патогенезе раневого процесса.

Гипотеза о возможной стимуляции репаративных потенций в коже путем внесения вещества ксеногенного происхождения, предсказуемо воздействующего на механизм формирования грануляционной ткани, которая как известно является обязательным этапом к последующей эпителизации и формированию эстетического результата, реализовалась с возможностью применения цитоиммунограммы кожи в исследовании клеток фенотипа CD34+CD45^dim. Последние оказались основополагающими в осуществлении эпителизации посредством их активации веществом ксеногенного происхождения. Действующим веществом был предложен супернатант клеток фенотипа CD34+CD45^dim. Действуя как катализатор грануляционного роста, вещество безопасно, стерильно, не токсично, запускает процессы пролиферации и обладает бактериостатической активностью, способствуя эпителизации, восстановлению эластичности тканей, нормализации ориентации и вызревания коллагеновых волокон, предупреждая патологическое рубцевание. Этот результат позволил спланировать и провести исследование в условиях экспериментального заживления ран с участием лабораторных животных.

В ходе дальнейших исследований были получены данные о дозозависимом влиянии концентрации действующего вещества на жизнеспособность и процессы апоптоза клеток в культуре. Это стало основанием для оформления Патента на изобретение «Средства для заживления ран «Cellgel», способ его получения и способ лечения ран различной этиологии полученным средством» (Приложение 3), в основе которого использован эффект активации клеток с фенотипом CD34+CD45^dim кожи посредством избирательного воздействия молекул адгезии. Был организован и сертифицирован выпуск разработанного биотехнологического средства, а его применение разрешено Протоколом лабораторных испытаний № 374 КХ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Москве и московской области» от 21.06.2021 (Приложение 5), Протоколом лабораторных испытаний № 62Л/З-31.01/23 от 31.01.2023 и Протоколом испытаний № 594-12П/7-НТ от 24.12.2012 (Приложение 6). Разработанное с учетом целевого воздействия, новое биотехнологическое средство продемонстрировало высокую эффективность ранозаживления при повреждениях кожи различной этиологии.

В совокупности, это позволило сделать ряд последовательных утверждений (рис. 96).

Рисунок 96. Логика разработки биотехнологического средства для ранозаживления повреждений кожи различной этиологии.

Было установлено, что между компонентами разработанного биотехнологического средства и данными прецизионной диагностики воспалительного инфильтрата у больных атопическим дерматитом и вульгарной пузырчаткой, клинические проявления у которых сопровождаются эрозивными и эрозивно-язвенными поражениями кожи, существует иммунопатогенетическая связь. Обеспечивая пролиферативное, антиапоптотическое, репаративное действие и показав высокую эффективность в качестве дополнения к топической терапии при данных заболеваниях кожи, это нашло отражение в сводной концепции прецизионной диагностики и применения биотехнологического средства Cellgel в топической терапии иммуноопосредованных дерматозов (рис. 97).

Рисунок 97. Концепция обоснования применения биотехнологического средства Cellgel при топической терапии иммуноопосредованных дерматозов

Продемонстрированный ряд примеров заживления ран различной этиологии позволяют констатировать факт эффективности практического применения нового биотехнологического средства Cellgel при бытовом применении.

Также, в качестве примера, было показано практическое решение только одной задачи, а именно – выявление способа целенаправленного изменения переходов между состояниями субпопуляций клеток. Конкретно, путем разработки технического устройства для избирательной активации in vitro клеток кожи определенного фенотипа.

Практическая ценность решения данной задачи определена постановлением Правительства Российской Федерации и приказом Минэкономразвития об обеспечении государственного контроля качества исследований парфюмерно-косметической продукции для осуществления процедуры оценки соответствия требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» ТР ТС 009/2011 (Федеральный закон от 28.12.2013 № 412-ФЗ ред. от 23.06.2014 «Об аккредитации в национальной системе аккредитации»).

В ходе выполнения работы, данная задача была решена изобретением и регистрацией Патента на полезную модель «Устройство для активации репаративных потенций клеток кожи» (Приложение 4). С одной стороны, это устройство – отклик на потребность внедрения в практику дерматологии экспертных систем. С другой стороны – оно открывает возможность для создания ряда решений по так называемой «адресной доставке» активных веществ. Практическое назначение изобретения было достигнуто обеспечением контакта действующего вещества разработанного биотехнологического средства Cellgel с подготовленными патентованным способом клетками кожи, представляющими собой разделенную жизнеспособную гетерогенную популяцию клеток в виде суспензии, для избирательной активации in vitro. Активатор репаративных потенций – это первый прагматичный шаг по направлению строгого различения свойств разнообразных фенотипов субпопуляций клеток кожи и целенаправленного регулирования этих свойств (активация, подавление, видоизменение).

Природа в реализации своих механизмов на пути эволюции дает возможность формулировать общие, универсальные законы на основе исследования ее отдельных частей путем использования синергетики знаний, как это состоялось в нашем случае – через синергизм дерматологии, цитологии, иммунологии выйти на прагматичное изучение кожи человека и ее составляющих клеток. Именно на стыке разных специальностей мы получили новое знание, удовлетворяющее практику в ответах на возникшие вопросы и прикладные трудности дерматологии.

Каждый шаг концептуальных разработок может и должен сопровождаться формулировкой задач и направлений экспериментальных исследований, предназначенных для проверки теоретически выводимых понятий. Это, с одной стороны, позволяет стимулировать развитие дерматологической практики, соизмеримое со скоростью порождения новых концептов, и, с другой стороны, создает условия для проверки практикой теоретических постулатов, корректируя ход концептуальных разработок. В этой связи, позволительно перейти к констатации прагматичного использования полученных знаний. Тем более что полученные в ходе работы научные и практические результаты позволяют сделать ряд таких выводов:

Впервые показано, что в качестве концептуальной «единицы», объясняющей разнообразие состояний кожи, необходимо взять фенотип ее субпопуляций – особенная, отличная от других субпопуляция клеток кожи одного вида и имеющую специфическую функционально-клеточную структуру элементарного фрагмента кожи.
Впервые предложен инструментарий для построения разнообразия фенотипов субпопуляций клеток кожи. Инструментарий основан на синтезе методов экспериментальной дерматологии и иммунологии с методами концептуального анализа.
Впервые экспериментально показана возможность использования метода проточной цитометрии для количественной и функциональной оценки жизнеспособных клеток кожи.
Разработан способ получения жизнеспособной гетерогенной популяции клеток кожи, позволяющий разделить клетки кожи с сохранением их жизнеспособности для дальнейших исследований, выделения и культивирования отдельных субпопуляций.
Разработан способ определения субпопуляционного состава клеток кожи и получения цитоиммунограмм кожи, позволяющий отображать субпопуляционный состав клеток кожи и их функциональную активность. Изобретение позволяет дать прижизненную характеристику морфофункциональному состоянию клеток кожи человека.
Впервые получены цитоиммунограммы кожи, позволяющие исследовать и отображать субпопуляционный состав клеток кожи и их функциональную активность, что позволяет осуществить мониторинг состояния локального компартмента иммунной системы кожи.
Предложена и внедрена в практическую работу оригинальная диагностическая панель маркеров дифференцирования клеток, учитывающая степень активации и характеризующая динамику состояний субпопуляций клеток кожи, что объективно улучшает диагностику заболеваний кожи до прецизионной.
Впервые разработано биотехнологическое средство «Cellgel», способ его получения и способ лечения ран различной этиологии полученным средством. Изобретение позволяет создать эффект управляемого ранозаживления, обеспечив значительное (в несколько раз) сокращение его сроков, закрытие дефекта ткани с восстановлением функции. В его основе уникальное по составу вещество для интенсификации репарации кожи – супернатант клеток CD34+CD45^dim гомогената куриных эмбрионов на биополимерной гелевой основе. Изучен механизм его действия: обладает бактериостатической активностью, индуцирует апоптоз в I фазу раневого процесса и индуцирует механизмы репарации и пролиферации во II и III фазы.
Изучены физико-химические и фармакологические свойства нового ранозаживляющего биотехнологического средства: безопасность, токсичность, кожно-резорбтивное действие и др. Материалы изучения находятся в Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Москве и московской области».
Получен патент на способ его получения и способ лечения ран различной этиологии полученным средством. Разработаны технические условия его серийного выпуска. Осуществляется производство и экспорт в страны Таможенного союза.
Впервые разработана полезная модель амплификатора репаративных потенций клеток кожи для избирательной активации in vitro клеток кожи определенного фенотипа. Этот результат открыл возможность «адресной доставки» активных веществ к клеткам.
Разработано устройство для избирательной активации репаративных потенций клеток кожи, позволяющее избирательно активировать in vitro клетки кожи определенного фенотипа – амплификатор репаративных потенций. Создана его модель и произведен прототип. Проведены испытания эффективности.
Синтез методов экспериментальной дерматологии, технологически поднявшейся на уровень изучения и оперирования комплексами клеток кожи, с методами концептуального анализа результатов экспериментов показал свою продуктивность в порождении большого количества классов новых понятий в отрасли медицины, явно исчерпавшей потенциал сложившейся в ней научной парадигмы.
Концептуализация феноменологии состояний субпопуляций клеток кожи обнаруживает классы потенциальных ситуаций, что позволяет вывести дерматологию на уровень прогнозов развития патологий, существенно опережающих фронт естественного усложнения заболеваний кожи.
Разработаны новые классы научно-исследовательских задач для программ научно-исследовательских разработок вместе с описанными способами оценки фенотипического разнообразия клеток кожи человека, открывают возможность для дальнейшего интенсивного развития исследовательской практики в дерматологии.

Важнейший результат проделанной работы в том, что впервые дерматология приблизилась к разрешению противоречия между наблюдаемыми проявлениями заболевания кожи и скрытым множеством феноменов на уровне клеток кожи. Количественные изменения на поверхности клеток, выражаемые маркерами функциональной активности, отражают истинность мембранных событий, которые приводят к качественным изменениям кожи в виде появления разнообразия элементов сыпи. Понимание этой связи позволит поднять дерматологию на качественно новые уровни познания.