В Институте цитологии РАН (ИНЦ РАН) с помощью перекиси водорода улучшили свойства скаффолдов на основе коллагена: эти структуры служат основой продуктов для трансплантации клеток. Такая процедура позволит повысить регенеративный потенциал клеточных препаратов, которые используются, в частности, для восстановления различных тканей в регенеративной медицине. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Polymers.

Результаты экспериментов со скаффолдом

Результаты экспериментов со скаффолдом

 

Коллаген является одним из основных белков внеклеточного матрикса, который широко используется при создании скаффолдов, выступающих носителями различных типов клеток. На их основе создаются продукты для клеточной трансплантации в целях восстановления поврежденных органов и тканей. 

При этом ученые для изготовления клеточных продуктов используют скаффолды на основе материалов природного происхождения (в частности, коллаген содержится в коже, костях, хрящах и проч.). Однако в процессе жизнедеятельности организма коллаген претерпевает различные химические и структурные изменения под воздействием внешних факторов, в том числе под влиянием свободных радикалов. Такие структурные изменения в белке влияют на активность клеток и, как следствие, действенность клеточных продуктов.

“Для получения коллагеновых волокон (фибрилл), свойства которых были бы максимально схожи с коллагеновыми фибриллами в организме человека, мы обрабатывали их раствором перекиси водорода (H2O2). Выяснилось, что такая обработка приводит к структурным и функциональным изменениям в коллагеновых скаффолдах, повышается активность клеток в процессе трансплантации, тем самым, возможно, возрастет регенеративный потенциал самих клеток”, - рассказывает  старший научный сотрудник, руководитель группы тканевой инженерии ИНЦ РАН Юлия Нащекина.

В начале исследования ученые сформировали необходимый скаффолд. Для этого был получен коллаген, который выделяли из сухожилий крысиных хвостов. Коллагеновые фибриллы в течение получаса обрабатывали в растворе перекиси водорода, которая послужила источником свободных радикалов. После этого для получения клеточного продукта в скаффолды интегрировались клетки из коллекций ИНЦ РАН.

Затем ученые провели ряд сравнительных экспериментов коллагеновых скаффолдов - обычного (интактного) и обработанного перекисью водорода. У последних после воздействия свободных радикалов увеличились активность клеток и скорость их деления (полиферация), от которых зависит восстановление тканей под действием клеточных продуктов. 

“Улучшенные коллагеновые структуры продемонстрировали более высокую эффективность по сравнению с обычными коллагеновыми фибриллами. Поэтому такой субстрат является перспективной основой для трансплантации клеток в различные ткани организма, которые нуждаются в регенерации: кости, кожа, кровеносные сосуды, хрящи и другие. Сегодня мы производим такие скаффолды в Центре клеточных технологий ИНЦ РАН и готовы к сотрудничеству в вопросах внедрения разработки с компаниями-разработчиками клеточных продуктов”, - добавляет Юлия Нащекина.

Результаты экспериментов со скаффолдом

Результаты экспериментов со скаффолдом

 

В проекте приняли участие ученые ИНЦ РАН и Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (№ 21-74-20120) и проводились на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня – использовалось оборудование объекта инфраструктуры “Центр клеточных технологий ИНЦ РАН”.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Института цитологии Российской академии наук