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.
11 августа, 2022
Разработан новый сверхлегкий материал для защиты от нейтронного излучения
Международный коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Пет...
10 августа, 2022
Ученые разработали эффективные фотокатализаторы для выделения кислорода из воды
Группа ученых из Института катализа СО РАН (ИК СО РАН) и Института неорганической химии СО РАН (ИНХ ...