Российские ученые нашли способ заживлять раны без рубцов с помощью белка, который производят генномодифицированные дрожжи. Технология уже прошла испытания на животных и в ближайшем будущем может появиться в клиниках.
Почему паутина?
Казалось бы, что общего между пауком и медицинской повязкой? Оказывается, очень многое. Белок, из которого пауки плетут свои сети, обладает уникальными свойствами: он сверхпрочный, биосовместимый с тканями человека и, что самое важное, стимулирует регенерацию.
Ученые Курчатовского института совместно с коллегами из МГУ, НМИЦ трансплантологии имени Шумакова и других научных центров создали технологию получения искусственного аналога этого белка. В роли «биофабрики» выступили обычные дрожжевые грибы, в которые внедрили отредактированные гены, отвечающие за производство паучьего «сырья».
Как это работает?
Когда белок паутины попадает в рану, он запускает каскад реакций:
- активизируются стволовые клетки, которые есть в любых тканях организма;
- они начинают работать как «ремонтная бригада» — стимулируют рост новых сосудов и нервов;
- поврежденный участок восстанавливается быстрее, а риск образования шрама снижается.
При этом сам материал постепенно разлагается на безвредные аминокислоты и полностью выводится из организма.
В чем преимущество российской разработки?
Наши ученые смогли получить белок с большей молекулярной массой, чем у зарубежных коллег. Это улучшило прочностные характеристики материала и открыло новые возможности для его применения.
Искусственный «паучий шелк» можно использовать в трех формах:
- Плоская накладка — тонкая сетка из нанонитей, которую накладывают на рану. Она дышит, пропускает жидкости и при необходимости может содержать лекарства.
- Трехмерная губка — пористая структура, которая становится аналогом живой ткани и может заселяться клетками пациента.
- Гидрогель — текучая форма, которую наносят прямо на повреждение с любой нужной концентрацией белка.
Все эти варианты получают методом электроспиннинга — под действием электрического поля из белка формируются тончайшие волокна.
Дешево и эффективно
Одна из проблем — сложность и дороговизна производства «паучьего шелка». Чтобы сделать технологию доступной, ученые смешали искусственный белок с шелком тутового шелкопряда — он прост в производстве и недорог.
Эксперименты на мышах подтвердили: даже такой гибридный материал сохраняет высокие заживляющие свойства. Исследователи также проверили его действие на поврежденных нервных тканях — например, после инсульта. Результаты обнадеживающие: восстановление идет активно, а сам материал рассасывается без следа.
Что дальше?
Разработка уже прошла доклинические испытания. В перспективе — создание доступных раневых повязок нового поколения, которые ускорят заживление, снизят риск осложнений и помогут избежать косметических дефектов.
И все это — благодаря паукам, дрожжам и российским ученым, которые сумели объединить природу и высокие технологии.
Хотите знать больше о биотехнологиях будущего? Подписывайтесь на наш блог и следите за новыми публикациями.