Лабораторія кріоморфології

Напрями наукової діяльності

Відділ має багатий досвід дослідження структурно – функціональних показників, що характеризують ступінь пошкодження клітин на різних етапах кріоконсервування, а також за впливу інших екстремальних факторів.
Багато років основним напрямом наукових досліджень відділу було вивчення адаптаційно-регенераторних здібностей клітин і тканин після холодового впливу, а також в умовах природного і штучного анабіозу та гіпотермічного зберігання.
Значна увага у відділі була приділена електронно-мікроскопічному дослідженню процесів кристалоутворення в розчинах різних кріопротекторів і клітинних суспензіях. Показано, що навіть у присутності кріопротектора при швидких режимах заморожування спостерігаються неоднорідне стискування клітин та деформація їх поверхні кристалами позаклітинного льоду.
Вперше експериментально вивчена динаміка процесів рекристалізації, що відбуваються в еритроцитах на етапі ізотермічної витримки (-20…-30oС) при двоступінчатому заморожуванні. Визначено значення коефіцієнта проникності мембрани еритроцитів людини для води за негативних температур, яке отримане на підставі теоретичної оцінки і експериментальних даних часу розчинення кристалів внутрішньоклітинного льоду і зневоднення клітин.
Значна увага приділялася дослідженню морфо-функціональних аспектів дії трансплантатів кріоконсервованої плацентарної тканини на органи та системи цілісного організму в умовах експериментального атеросклерозу та дисфункції щитоподібної залози.
Останніми роками колектив лабораторії проводить дослідження морфо-функціонального стану нирок при експериментальній нирковій недостатності та її корекції кріоекстрактом плаценти (КЕП). Дослідження попереднього введення КЕП виявило виражений нефропротекторний ефект кріоекстракту при гострій нирковій недостатності. Одержані важливі дані щодо комплексного застосування КЕП та медикаментозної блокади РААС при лікуванні хронічної ниркової недостатності у щурів.
У теперішній час основним напрямком роботи лабораторії є проблема корекції функції нирок, оцінка їх морфологічного стану після введення біологічно активних речовин кріоекстрактів фетоплацентарного походження, а також дослідження їх впливу на процеси регенерації тканини нирок щурів в умовах їх гострого пошкодження при моделюванні травматичного та токсичного рабдоміолізу.

Виконання науково-дослідних тем

• «Дослідити морфологічні і функціональні аспекти нефропротекторної і регенераційної дії кріоекстракту плаценти при моделюванні патології нирки у щурів» (№ 0116U003495). 2016-2020 рр.
• «Дослідження впливу кріоекстрактів фето-плацентарного походження на процеси регенерації ниркової тканини та функціональний стан нирок щурів в умовах гострого ураження різної етіології». (№:0121U108646). 2021-2025 рр.

Наші технічні можливості:

Лабораторія має в своєму розпорядженні електронні мікроскопи: трансмісійний, забезпечений системою знімання зображення САЇ – 01А (АТ “Selmi”) на базі CCD камери і програми аналізу зображення (фірми “KAPPA”, Німеччина) і растровий з цифровим виведенням зображення фірми “SEO”. Наявність сучасного мікроскопічного устаткування дозволяє проводити морфологічні і морфометричні дослідження.(Слайд оборудование)

Науково-консультативний напрямок

Співробітники лабораторії надають методично-консультативну допомогу, виконують спільні експериментальні дослідження з іншими підрозділами ІПКіК НАНУ, а також з кількома науковими установами м. Харкова, результати яких були опубліковані в статтях і тезах.

Співробітництво з установами України

• ДУ «Інститут терапії імені Л.T. Малої АМН України», м. Харків.
• Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України, м. Харків.
• Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна МОН України.
• ДУ «Інститут дерматології і венерології НАМН України», м. Харків.
• ННЦ «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини НААН України», м. Харків.
• Національний технічний університет, «Харківський політехнічний інститут» Кафедра промислової та біомедичної електроніки.

В рамках співробітництва була вивчена ультраструктура тканино-замісних ксеногенних біосумісних безклітинних каркасів з перикарду, стулок аортального клапана серця і судин свині для потреб регенеративної медицини. На морфологічному рівні обгрунтована можливість використання комплексної кріо- і радіаційної (опромінення потоком електронів) дії для девіталізації тканин. Проведений аналіз морфологічного стану девіталізованої судини при її трансплантації в черевну аорту кролика і сонну артерію вівці.
В рамках наукового проєкту «Магнітні системи для транспорту та локалізації феромагнітних наночастинок біомедичного призначення» проведено електронно-мікроскопічні дослідження структури наночасток магнениту Fe3O4 різних розмірів і способів здобуття. Показано, що додавання білкового компонента в середу приводить до утворення довкола наночасток тонкої (до 3–4 нм) оболонки в результаті адсорбції білків на поверхні наноматеріалу.
Протягом кількох років проводились дослідження ультраструктури елементів гематоенцефалічного бар`єру експериментальних тварин при різних гіпотермічних та низькотемпературніх впливах, а також в стані природного і штучного гіпометаболізму.

Здобутки та відзнаки

У 1986 року за розробку методу низькотемпературного консервування рогової оболонки ока людини та її використання у трансплантації д.мед.н. Т.М. Юрченко та к.мед.н. Т.М. Шарлай разом із колективом авторів із Військово-медичної академії (м. Ленінград) були удостоєні Державної премії СРСР.
У 2004 році проф. Т.М. Юрченка з групою вчених Інституту було удостоєно Державної премії України в галузі науки та техніки за розробку на базі фундаментальних досліджень нових біотехнологій для отримання клітинних та тканинних алотрансплантатів.
Чисельні співробітники відділу стали висококваліфікованими фахівцями, професорами, очолюють наукові колективи: член-корр. АМН, д.м.н., проф. Веселовская З.Ф.; д.м.н., проф. Капрельянц А.С.; д.м.н., проф. Репко О.В.; д.м.н., проф. Демин Ю.А.

Кадровий склад лабораторії

Найважливіші публікації відділу /лабораторії.

• Юрченко ТН, Козлова ВФ, Скорняков БА, Cтрона ВИ, Репин НВ. Влияние криопротекторов на биологические системы. Киев: Наукова Думка; 1989. 289 с.
• Юрченко ТН, редактор. Влияние охлаждения на структуру клетки. Киев: Наукова Думка; 1992. 147 с.
• Repin NV, Bobrova EN, Repina SV. Temperature-induced transformation of mammalian red blood cells during hyperthermia. J Bioelectrochemistry. 2008; (73): 101–5.
• Repin N.V. To the question about two-step rapid freezing method. Estimation of aqueous membrane permeability in erythrocytes at temperature exposure stage. CryoLetters.- 2009.- N4.- P. 251- 261 
• Грищенко ВИ, Юрченко ТН, редакторы. Плацента: криоконсервирование, структура, свойства и перспективы клинического применения. Харьков: СПД ФЛ Бровин А.В.; 2011. 292 с.
• Репин НВ, Юрченко ТН. Роль факторов среды и длительности экспозиции при 4°С в сохранении формы эритроцитов и их мембраны. Механизм везикулообразования. В: Актуальные проблемы криобиологии криомедицины. Харьков: ИПКиК НАНУ; 2012. С.165–206.
• Гольцев АН, Юрченко ТН, редакторы. Плацента: криоконсервирование, клиническое применение. Харьков: ФОП Бровин А.В.; 2013. 318 с.
• Репин НВ, Кирошка ВВ, Головко ОИ. Анализ морфологии эритроцитов и их устойчивости в зависимости от рН и ионной силы среды в условиях гипотермического хранения. Проблемы криобиологии. 2009; 19(1): 10–7.
• Репин НВ, Марченко ЛН, Говоруха ТП, Михайлова ИП, Манченко АА, Сандомирский БП. Морфологическое состояние тканей перикарда и створок аортального клапана свиньи, девитализированных крио- и радиационным воздействием. Проблемы криобиологии и криомедицины. 2015; 25(3): 246 – 54.
• Grzhibovskis R, Krämer E, Bernhardt I, Kemper B, Zanden C, Repin NV, Tkachuk BV, Voinova MV. Shape of red blood cells in contact with artificial surfaces. European Biophysics J. 2016: 1–8. 
• Gulevskyy А К, Repin NV, Schenyavsky II. Impairment of barrier properties of erythrocyte membranes caused by low temperatures is a result of disorganization of hemoglobin supramolecular structure. CryoLetters. 2016; 37(5): 357–64.
• Строна ВИ, Гольцев АН, Репин НВ, Марченко ЛН, Говоруха ТП, Юрченко ТН. Морфо-функциональные особенности криоконсервированной плаценты. Lambert: Academic publishing; 2018. 80 с.
• Voinova MV, Repin NV, Sokol EI, Tkachuk BV, Gorelik LY. Physical processes in polymeric filters used for dialysis. J Polymers. 2019; 11(389): 52 p. doi: 10.3390 FOR PEER REVIEW 
• Репин НВ, Чиж ЮА, Марченко ЛН, Говоруха ТП. Морфологическая характеристика эндотелия аорты крыс с почечной недостаточностью после коррекции аллогенным криоэкстрактом плаценты. Український журнал медицини, біології та спорту. 2020; 5(4 (26): 379–85. DOI: 10.26693/jmbs 05.04.379
• Repin M, Chyzh Y, Marchenko L, Govorukha T., Brusentsov O. Placental cryoextract and renin-angiotensin-aldosterone system blockade mitigate renal failure in rats. Probl Cryobiol Cryomed. 2021; 31(3): 223–35.
• Repin N, Marchenko L, Govorukha T, Goltsev A. Opportunities of electron microscopy when solving cryobiological tasks. Retrospective analysis. Probl Cryobiol Cryomed. 2022; 32(1): 3–13. https://doi.org/10.15407/cryo32.01.013
• M  Repin, Y Chizh, L Marchenko, T Govorukha, S Narozhnyy  Composition and Biological Activity of Fetoplacental Tissues-Derived Cryoextracts Being Differently Obtained // Problems of Cryobiology and Cryomedicine 33 (1), P.3-13;
• DOI:10.15407/cryo33.01.003
• Repin N., Marchenko L., Govorukha T., Strona V.  Effect of hypothermic storage upon red blood cell morphology and osmotic stability // December 2023,  Cryobiology 113:104774 ;  DOI:10.1016/j.cryobiol.2023.104774