1. Этот сайт использует файлы cookie. Продолжая пользоваться данным сайтом, Вы соглашаетесь на использование нами Ваших файлов cookie. Узнать больше.

Ученые предложили новый материал для регенеративной медицины, способный управлять иммунным...

Тема в разделе "Новости", создана пользователем beautyl, 10 ноя 2019.


Поделиться в соц сетях

  1. beautyl

    beautyl Guest

    [​IMG]
    Ученые Томского политехнического университета в сотрудничестве с исследователями из Университета Монтаны (США) предложили новый материал, перспективный для регенеративной медицины — восстановления поврежденных тканей и сосудов. Это трехмерный каркас из биодеградируемого материала, наполненный особыми ингибиторами, также полученными в Томском политехе. Они буквально «выключают» работу ферментов, отвечающих за реакцию воспаления, возникающую в иммунных клетках в ответ на внешние раздражители. В данном случае такой раздражитель — это собственно регенеративный материал. По словам ученых, предложенное решение — более простой способ управления иммунным ответом по сравнению с существующими. Последние результаты исследований опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering (IF: 4,511; Q1).


    «На данный момент у исследователей для регулирования иммунного ответа в арсенале не очень много инструментов. Можно работать с белками, но это сложно. Можно использовать соединения, которые просто убивают иммунные клетки, но они губительны и для других клеток. Мы пошли по другому пути и предлагаем использовать ингибиторы, размещенные непосредственно в сам материал для восстановления дефекта», — говорит один из авторов статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Ксения Станкевич.

    Подобные трехмерные каркасы из тонких полимерных нитей, переплетенных друг с другом в разных направлениях, называются «скаффолды». В регенеративной медицине их используют в случае травм костных и мягких тканей. Их размещают в месте дефекта, а новая ткань прорастает сквозь скаффолд и заполняет место травмы.

    Исследователи из ТПУ и Университета Монтаны использовали для своих скаффолдов основу из биодеградируемого полимера поликапролактона. Изделия из него более эластичны и доступны по цене в сравнении с аналогами. Каркас из поликапролактона создавался методом электроспиннинга — вытягивания тончайших волокон из полимерного раствора под действием электрического поля. На стадии получения скаффолда в структуру полимера внедрялись ингибиторы. Это два соединения — IQ-1 (полное название — 11H-индено[1,2-b]хиноксалин-11-он оксим) и IQ-1E (полное название — 11H-индено[1,2-b]хиноксалин-11-он O-(O-этилкарбоксиметил) оксим).


    «Ингибиторы нужны для подавления или замедления физиологических и физико-химических процессов. Они воздействуют на ферменты. Для этого фермент и ингибитор должны подходить друг к другу, как замок и ключ, — поясняет Ксения Станкевич. — Одна из групп ферментов, отвечающих за воспалительный процесс, — это группа JNK. В Томском политехе ранее мы получили новые перспективные ингибиторы, которые показали высокую биологическую активность в подавлении работы этих ферментов. Собственно, IQ-1 и IQ-1E. Особенность наших скаффолдов как раз и заключается в использовании специфических ингибиторов, а также в том, что мы можем их высвобождать из материала постепенно, оказывая пролонгированное действие. Это происходит в основном за счет постепенной естественной деградации полимера. Кстати, деградирует он до биосовместимой 6-гидроксикапроновой кислоты, которую организм человека может утилизировать».

    [​IMG]

    Фото: механизм действия разработанных материалов: композитные скаффолды из поликапролактона высвобождают ингибитор IQ-1 и подавляют воспалительный ответ иммунных клеток. Источник: Ksenia S. Stankevich et al. // ACS Biomaterials Science & Engineering, 2019

    Иммунный ответ клетки представляет собой целый каскад биохимических процессов. В данном случае ферменты JNK — лишь звенья в цепочке. Ингибиторы связываются с ферментами и блокируют их работу. Таким образом, при подавлении работы одного из звеньев «выключается» вся последующая цепочка реакций.


    «В этой статье мы представляем результаты исследований на иммунных клетках, выделенных из человеческой крови, и клеточных линиях. В дальнейшем мы будем искать возможности для проведения исследований in vivo. В перспективе наши скаффолды могли бы применяться для восстановления дефектов мягких тканей, сосудов — для этого у поликапролактона подходящие механические свойства. Как пример — для снижения негативных последствий после инфаркта и инсульта, — отмечает ученый. — Скаффолды из различных материалов уже внедряются в медицинскую практику в развитых странах, но говорить об их широком применении пока не приходится. Но это вопрос времени, поэтому ученые продолжают искать наиболее эффективные материалы и биологически активные соединения».

    Добавим, работа является результатом сотрудничества нескольких коллективов ТПУ под руководством доцента Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Сергея Твердохлебова, профессоров Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера Андрея Хлебникова и Виктора Филимонова, а также профессора Марка Квина и ведущего научного сотрудника отделения микробиологии и иммунологии Университета Монтаны Игоря Щепёткина.

    Работа выполнена в рамках стажировки Ксении Станкевич по программе Фулбрайта и финансово поддержана в рамках проекта Российского научного фонда (№ 17-15-01111) и является развитием работ проекта РНФ №16-13-10239 «Разработка и моделирование гибридных биодеградируемых скаффолдов с прогнозируемыми физико-химическими и иммуномодулирующими свойствами для тканеинженерных конструкций», результаты которого включены в доклад Российской академии наук о важнейших научных достижениях российских ученых в 2018 году.


    Сообщение Ученые предложили новый материал для регенеративной медицины, способный управлять иммунным ответом клеток появились сначала на Интернет портал.
     

Поделиться этой страницей