Ученые Дальневосточного федерального университета предложили восстанавливать нервную ткань, что важно для восстановления мозга после удаления злокачественных опухолей и при нейродегенеративных заболеваниях, гелями из модифицированных пектинов, сообщает ДВФУ.
В Школе биомедицины (ШБМ ДВФУ) разработали имплантируемые гидрогели на основе растительных полисахаридов (пектинов). Созданную искусственную внеклеточную среду можно использовать для восстановления нервной ткани, выращивания тканей и органов. Статья об этом опубликована в International Review of Neurobiology, информирует университет.
Гидрогели, разработанные в ШБМ ДВФУ, — это растительные углеводные материалы из модифицированных биоинженерными методами пектинов. Они подходят для восстановления нервной ткани, поврежденной при развитии опухолей мозга, а также в результате травм и нейродегенеративных болезней.
“Некоторые варианты наших внеклеточных матриксов-гидрогелей способны подавлять размножение клеток глиомы, злокачественной опухоли головного мозга, а их химические модификации можно использовать, чтобы сохранять потенциал нормальных нервных стволовых клеток, “консервировать” их в недифференцированном состоянии, сохраняя их жизнеспособность и потенциал на будущее. Это интересно для развития клеточных биотехнологий регенеративной медицины”, — приводятся в сообщении слова руководителя исследовательской группы, заместителя директора по развитию ШБМ ДВФУ Вадима Кумейко.
Он добавил, что биоинженерные решения, связанные с применением внеклеточных матриксов из пектинов, нуждаются в тщательной проверке. Но ученые рассчитывают, что в перспективе гидрогели можно будет имплантировать в область резекции опухоли мозга, чтобы убивать оставшиеся после операции опухолевые клетки, одновременно сохраняя потенциал здоровых клеток для дальнейшего восстановления.
По словам ученого, в человеческом организме внеклеточное пространство представляет собой сложную молекулярную сеть — матрикс, который состоит из двух главных компонентов: белкового и углеводного. Матрикс нервной системы в большей степени углеводный, напоминает по физико-химическим свойствам мармелад или “птичье молоко”. Этим он существенно отличается от более упругого и жесткого матрикса с преобладанием белкового компонента, который свойственен для соединительных тканей. По углеводному матриксу клеткам практически невозможно передвигаться.
“Так задумано природой специально, чтобы у взрослых организмов клетки мозга не мигрировали с легкостью в новые области и не образовали слишком быстро новых электрических связей, что грозит, например, утратой памяти, приобретенных навыков и знаний”, — цитируются в сообщении слова Кумейко.
Опухолевые клетки управляют жесткостью окружающего их внеклеточного пространства, добавляя в него белковые компоненты. Таким образом они сами “стелют” себе дорогу, по которой убегают, чтобы метастазировать и образовывать новые опухоли в других регионах организма.
“Имплантированный после удаления опухоли матрикс с преобладанием углеводного компонента не только сдержит рост и распространение клеток, но и прекрасно подойдет в качестве средства доставки высокотоксичных лекарств. Такие лекарства будут высвобождаться из него постепенно, нанося меньший вред организму в целом и убивая оставшиеся опухолевые клетки. На следующем этапе, чтобы стимулировать регенерацию и рост отростков нервных клеток, можно посредством инъекции имплантировать в прооперированную область более жесткий матрикс, включающий большую долю белков”, — сказал Кумейко.
Ученый уточнил, что подобный подход был предложен его исследовательской группой чуть ранее во Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, новая статья посвящена частичному экспериментальному обоснованию концепции.
В дальнейшем ученые планируют исследовать, как состав пектинового матрикса будет влиять на скорость высвобождения лекарств и какое сочетание углеводных и белковых компонентов будет способствовать восстановлению нервной ткани без рубцов и характерной для опухолевой ткани чрезмерной плотности, информирует ДВФУ.
