Наука и технологии России

Вход Регистрация

Паутина на cлужбе у медицины

Современные подходы регенеративной медицины позволяют улучшить качество заживления кожных ран различной этиологии, однако поиск новых методов лечения, эффективных и недорогих, по-прежнему остается востребованным. Одно из перспективных направлений заключается в использовании природных полимеров. Полимер, помещенный в рану, образует трехмерную опору для клеток, участвующих в репарации раны. Размножаясь внутри этой структуры, клетки быстрее заполняют рану. Специалисты Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова ,ГосНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов Минобрнауки России и ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. В.И. Шумакова Минздрава России предлагают использовать для этой цели белки-спидроины из каркасной нити паутины. Введение спидроиновых микрогелей в края раны способствуют её полноценному заживлению, в том числе восстановлению нервов и сосудов. Полученные результаты учёные опубликовали в недавнем выпуске журнала Доклады Академии наук (М. М. Мойсенович и др. «Микрогели из рекомбинантного спидроина 1f9 для восстановления полнослойной кожной раны у мышей», Доклады Академии наук, 2016, т. 466, № 1, с. 105–108), а сам проект поддержан ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы».

Со спидроинами исследователи работают не первый год. Они используют рекомбинантные белки — аналоги спидроина из каркасной нити паутины крупных пауков-кругопрядов Nephilaclavipes (спидроин 1) и N.madagascariensis (спидроин 2). Гели из рекомбинантного спидроина, помещенные в рану, поддерживают рост клеток соединительной ткани, при этом они не токсичны, не вызывают иммунного ответа и, по мере затягивания раны, рассасываются. Из гидрогеля на основе спидроина 1F9 исследователи получили микрогель для инъекций — смесь частиц размерами от 50 до 300 мкм, и оценили его влияние на заживление полнослойной кожной раны у мышей.

Животным на спине наносили стилетом рану диаметром 4 мм, удаляя все слои кожи вплоть до подкожной жировой клетчатки. В кожу вокруг раны вводили суспензию микрогеля или фосфатно-солевой буфер в качестве контроля. Спустя 4 недели

у мышей, получавших инъекции спидроинового микрогеля, практически полностью восстановились все структурные элементы кожи, включая нервные волокна и кровеносные сосуды. На спине у контрольных животных вместо полноценной новой кожи образовывались коллагеновые рубцы с немногочисленными сосудами. Ни производные кожи, ни нервные волокна у них не восстановились.

Фибробласты Фибробласты на частице спидроинового микрогеля. Размер линейки – 50 мкм

Возможно, эффективному лечебному действию спидроиновых гелей способствуют их физические характеристики. При физиологических условиях гели обладают положительным зарядом, а живые клетки —отрицательным, и хорошо оседают на положительно заряженных спидроиновых матриксах и частицах микрогеля (см. рисунок). Имеют значение и механические свойства спидроинов, поскольку гели разной жесткости стимулируют развитие разных типов тканей. Однако регенерирующий эффект спидроина нельзя объяснить только его электростатическими и механическими свойствами. Большое значение, по-видимому, имеет аминокислотный состав белка. Спидроин 1F9  содержит аминокислотную последовательность, стимулирующую образование нейронов и полноценный рост нервов на спидроиновых матриксах; он обладает сродством с белками соединительной ткани мышей: коллагенами и эластином, а также содержит последовательность, сходную с регуляторным белком хорнерином, который активно синтезируется в кожной ткани при ее поражениях и патологиях. По мнению учёных, именно сходство рекомбинантного спидроина с белками, стимулирующими тканеобразование, обусловливает его уникальную способность к регенерации.

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 10

Обсуждение