Клеточная терапия основана на использовании живых клеток для лечения различных патологий. Биофизики из МФТИ совместно с коллегами разработали технологию модификации клеток фибробластов путем присоединения к их поверхности полимерных микроконтейнеров с многофункциональным белком пероксиредоксином. Это позволяет улучшить регенеративные свойства фибробластов, что критически важно для применения этих клеток в тканевой инженерии и косметической дерматологии. Работа опубликована в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

Схема и фотографии фибробластов с ковалентно присоединенными к их поверхности микрочастицами с пероксиредоксином (микрочастицы отмечены стрелками). Источник: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

Схема и фотографии фибробластов с ковалентно присоединенными к их поверхности микрочастицами с пероксиредоксином (микрочастицы отмечены стрелками). Источник: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

 

Фибробласты — это клетки соединительной ткани, которые вырабатывают компоненты внеклеточного матрикса, самый главный из которых — коллаген. Коллаген составляет основу дермы кожи, сухожилий, костной и хрящевой тканей. В связи с этим фибробласты часто используют для различных задач регенеративной медицины. Обычно эти клетки берут у пациента, размножают в лабораторных условиях, после чего внедряют в область поврежденной ткани путем инъекции или в составе тканеинженерного трансплантата. Одна из основных проблем, связанных с использованием фибробластов, заключается в низкой скорости деления этих клеток, если они были взяты у пожилых пациентов. Кроме того, значительная часть клеток может погибнуть при трансплантации в результате окислительного стресса, вызванного противовоспалительным микроокружением поврежденной ткани.

Михаил Дурыманов, заместитель заведующего лабораторией специальных клеточных технологий МФТИ и автор идеи работы, рассказывает: «Недавно наши коллеги из Института биофизики клетки РАН в Пущино показали, что если к фибробластам добавить белок пероксиредоксин, то он узнается специальными рецепторами на поверхности клеток, что подавляет процесс их старения в стрессовых условиях и увеличивает жизнеспособность. Мы разработали способ инкапсулирования этого белка в полимерные микрочастицы и метод их присоединения к поверхности клеток. Данные микрочастицы медленно высвобождают биологически активный пероксиредоксин, который стимулирует фибробласты в течение продолжительного времени».

В работе было показано, что присоединение полимерных микрочастиц, содержащих пероксиредоксин, к поверхности фибробластов значительно увеличивает их жизнеспособность в условиях окислительного стресса, подвижность, а также способность продуцировать коллаген. Авторы уверены, что использование данного подхода позволит клеткам лучше адаптироваться и не погибнуть при трансплантации, что увеличит эффективность клеточной терапии с использованием фибробластов.

Кроме сотрудников лаборатории специальных клеточных технологий МФТИ, в работе принимали участие их коллеги из Института биофизики клетки РАН (Пущино), МГУ им. М.В. Ломоносова и Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

 

***

Лаборатория специальных клеточных технологий МФТИ, которую возглавляет Александр Трофименко, занимается исследованиями в области регенеративной медицины, а также разработкой биоматериалов для тканевой инженерии и создания систем доставки лекарств.

Среди проектов лаборатории — научно-исследовательская работа по получению биомедицинского клеточного продукта на основе мезенхимальных стволовых клеток, разработка новой технологии получения раковых органоидов, разработка систем доставки лекарств на основе металлоорганических соединений для лечения внутриклеточных инфекций, исследование возможности использования Gag-подобного белка Arc/Arg3.1 для доставки РНК в клетки млекопитающих и другие.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой МФТИ