Новости

1 декабря, 2021 19:52

Ученые предложили использовать обесклеточенные листья растений, чтобы уменьшить количество тестов на животных

Источник: ИТМО
Ученые Международного научного центра SCAMT Университета ИТМО разработали тест-систему на основе листьев растений для мониторинга свойств лекарственных нанопрепаратов. Разработка поможет значительно сократить количество испытаний на животных. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters.
Продольный срез жилки шпината под световым микроскопом. Источник: Александра Предеина

Подбор эффективной модели тестирования нанофармацевтических препаратов — одна из сложнейших задач, стоящая сегодня перед учеными. Тест-система должна быть максимально похожа на часть организма, на которую нацелены исследователи (например, на сосудистую систему), и быть доступной для наблюдений за действием вещества.

Существующие платформы на основе клеточных и тканевых структур не способны представить всю сложность живого организма. Для этих целей также используют микрофлюидические чипы, где в пленке материала продавливают каналы, имитирующие сосудистую систему. Однако по составу и физических параметрам они далеки от реальных биологических объектов, требуют долгой и дорогостоящей подготовки и могут искажать результаты исследований.

«Несмотря на перспективность нанофармацевтики, большое количество публикаций и доклинических исследований, до сих пор недостаточно результатов, показывающих массовую трансляцию препаратов в реальную практику. Запрос на разработку тест-систем, имитирующих проведение испытаний в живых организмах, сегодня крайне высок. Любая попытка переместиться на новые модели приближает нас к прорыву и помогает сократить огромное число лабораторных животных», — объясняет Владимир Виноградов, соавтор статьи, профессор химико-биологического кластера ИТМО.

С учетом недостатков традиционных моделей ученые разработали тест-систему на основе листа шпината. Каркас устройства — проводящая сеть листа, из которой удалены все клеточные компоненты, кроме самих стенок. Платформа полностью состоит из целлюлозы, вещества, придающего растительным тканям большую механическую прочность и устойчивость формы по сравнению с животными. Полученная система совпадает по диаметру и разветвлению с артериолами и капиллярами мозга человека, что позволяет использовать ее для тестирования как традиционных, так и нанофармацевтических препаратов.

Тест-система уже была испытана в качестве модели тромбоза. В тестовые сосуды платформы ученые поместили модельный тромб. Затем с помощью магнитного поля они направили в закупоренную зону наночастицы с лекарственным препаратом, активизирующим растворение сгустка. Так им удалось успешно избавиться от тромба и продемонстрировать эффективность платформы. Следующий этап проекта — заселить целлюлозные каркасы непосредственно человеческими клетками таким образом, чтобы тест-система стала еще более правдоподобной имитацией человеческих сосудов.

«Нам важно привлечь внимание научного сообщества к нерациональному использованию лабораторных животных. Сейчас достаточно протестировать новое соединение на клетках и сразу запускать тесты на живых существах. Я считаю, что это неправильно. Нужен промежуточный этап, который отправит многие компоненты на доработку и сохранит жизнь многим животным. Возможно, каркасы из растений как раз и станут этим шагом», – заключила Александра Предеина, соавтор статьи, сотрудник факультета биотехнологий ИТМО.
Исследование реализовано при поддержке Российского научного фонда.
9 октября, 2024
«Электронный нос» определит размеры месторождений нефти
Исследователи обучили «электронный нос» — прибор, который распознает, какие химические вещества соде...
4 октября, 2024
Химики ИОНХ РАН предложили простой способ получения аэрогелей диоксида германия, устойчивых к воздействию воды
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали простой и экон...