Новости онкологии

24 октября 2022

Ученые надели фибробластам «рюкзачки»

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.

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».

Рисунок 1. Схема и фотографии фибробластов с ковалентно присоединенными к их поверхности микрочастицами с пероксиредоксином (микрочастицы отмечены стрелками). Источник: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

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 металл-органических соединений для лечения внутриклеточных инфекций, исследование возможности использования Gag-подобного белка Arc/Arg3.1 для доставки РНК в клетки млекопитающих и другие.