Коллаген является одним из основных белков внеклеточного матрикса, который широко используется при создания скаффолдов, выступающих носителями различных типов клеток. На их основе создаются продукты для клеточной трансплантации в целях восстановления поврежденных органов и тканей .
При этом ученые для изготовления клеточных продуктов используют скаффолды на основе материалов природного происхождения ( в частности, коллаген содержатся в коже, костях, хрящах и проч.). Однако, в процессе жизнедеятельности организма, коллаген претерпевает различные химические и структурные изменения под воздействием внешних факторов, в том числе, под влиянием свободных радикалов. Такие структурные изменения в белке влияют на активность клеток и, как следствие, действенность клеточных продуктов.
“Для получения коллагеновых волокон (фибрилл), свойства которых были бы максимально схожи с коллагеновыми фибриллами в организме человека, мы обрабатывали их раствором перекиси водорода (H2O2). Выяснилось, что такая обработка приводит к структурным и функциональным изменениям в коллагеновых скаффолдах, повышается активность клеток в процессе трансплантации, тем самым возможно возрастет регенеративный потенциал самих клеток”, - рассказывает старший научный сотрудник, руководитель группы тканевой инженерии ИНЦ РАН Юлия Нащекина.
В начале исследования ученые сформировали необходимый скаффолд. Для этого был получен коллаген, который выделяли из сухожилий крысиных хвостов. Коллагеновые фибриллы в течение получаса обрабатывали в растворе перекиси водорода, которая послужила источником свободных радикалов. После этого для получения клеточного продукта в скаффолды интегрировались клетки из коллекций ИНЦ РАН.
Затем ученые провели ряд сравнительных экспериментов коллагеновых скаффолдов - обычного (интактного) и обработанного перекисью водорода. У последних после воздействия свободных радикалов увеличилась активность клеток и скорость их деления (полиферация), от которых зависит восстановление тканей под действием клеточных продуктов.
“Улучшенные коллагеновые структуры продемонстрировали более высокую эффективность по сравнению с обычными коллагеновыми фибриллами. Поэтому такой субстрат является перспективной основой для трансплантации клеток в различные ткани организма, которые нуждаются в регенерации: кости, кожа, кровеносные сосуды, хрящи и другие. Сегодня мы производим такие скаффолды в Центре клеточных технологий ИНЦ РАН и готовы к сотрудничеству в вопросах внедрения разработки с компаниями-разработчиками клеточных продуктов”, - добавляет Юлия Нащекина.
В проекте приняли участие ученые ИНЦ РАН и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (№ 21-74-20120) и проводились на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня – использовалось оборудование объекта инфраструктуры “Центр клеточных технологий ИНЦ РАН”.
