Клеточная терапия основана на использовании живых клеток для лечения различных патологий. Биофизики из Московского физико-технического института (МФТИ) совместно с коллегами разработали способ доставки белка в полимерные микрочастицы и метод их присоединения к поверхности клеток, который позволяет улучшить регенеративные свойства фибробластов — клеток соединительной ткани организма, синтезирующих внеклеточный матрикс и коллаген. Технология модификации фибробластов происходит путем присоединения к их поверхности полимерных «рюкзачков» — микроконтейнеров с многофункциональным белком пероксиредоксином. Разработка полезна для применения в тканевой инженерии и косметической дерматологии.
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. Именно поэтому фибробласты часто используют для различных задач регенеративной медицины. Обычно эти клетки берут у пациента, размножают в лабораторных условиях, после чего внедряют в поврежденные ткани путем инъекции или в составе тканеинженерного трансплантата — ткани, используемой для замены поврежденной части тела при пересадке. Одна из основных проблем, связанных с использованием фибробластов, заключается в низкой скорости деления этих клеток у пожилых пациентов. Кроме того, значительная часть клеток может погибнуть при трансплантации в результате окислительного стресса, который сопровождается воспалением в поврежденной ткани.
«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», — рассказал заместитель заведующего лабораторией специальных клеточных технологий МФТИ и автор идеи Михаил Дурыманов.
В проведенном исследовании было доказано, что присоединение полимерных микрочастиц, содержащих пероксиредоксин, к поверхности фибробластов значительно увеличивает их жизнеспособность в условиях окислительного стресса. К тому же такой способ доставки фибробластов в организм повышает их подвижность и положительно влияет на способность продуцировать коллаген. Ученые уверены, что использование данного подхода позволит клеткам лучше адаптироваться в организме и не погибнуть при трансплантации, что увеличивает 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 имени М. В. Ломоносова и Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале.
