Ученые Курчатовского института вырастили из клеток человека аналог кожи для тестирования фармакологических препаратов. Разработка очень перспективна в плане испытания лекарств, поскольку у исследователей отпадает необходимость проводить тесты на животных и людях. Кроме того, разработанная технология получения искусственного эквивалента кожи человека дает возможность моделировать различные заболевания, а значит, и методы борьбы с ним.

Основа деятельности лаборатории биосовместимых матриксов и тканевой инженерии Курчатовского комплекса НБИКС-технологий - фундаментальные исследования биологии кожи и особенностей ее регенерации. В частности, здесь занимаются оценкой влияния различных факторов на развитие кожи и волос, а также на их способность к восстановлению.

Как рассказала "Известиям" сотрудница этой лаборатории Юлия Чикиткина, в рамках исследований создаются как двумерные, так и трехмерные модели кожи.

- Если говорить о формате 2D, то это клетки эпидермиса - кератиноциты, или дермы (внутреннего слоя кожи) - фибробласты, выращенные в монослое на жесткой основе. А к объемным (3D) моделям относятся искусственные эквиваленты кожи, включающие несколько слоев клеток и формирующие определенную пространственную структуру, - отметила Юлия Чикиткина. - В состав 3D-эквивалента могут входить различные типы клеток, соответствующие различным "отделам" кожи. Всего их три: подкожно-жировая клетчатка, дерма и эпидермис. В нашей лаборатории мы работаем с двухкомпонентными эквивалентами кожи человека, включающими аналоги дермы и эпидермиса.

Процесс выращивания кожи происходит следующим образом: сначала из эпидермиса лабораторных животных или человека выделяются кератиноциты. Для этого, как правило, используются фрагменты кожи, оставшиеся после различных хирургических операций (например, в пластической хирургии). Затем донорские клетки высевают на специальную подложку - полимерный матрикс различного состава и структуры. Такие "заготовки" помещают в чашки Петри и инкубируют при 37°C в течение полутора-двух недель. Этого времени, как правило, достаточно для формирования функционального эквивалента кожи, моделирующего многие аспекты ее физиологии.

Выращенные тканевые модели перспективны с точки зрения их применения для лечения обширных ожоговых повреждений.

- Внешне эта "кожа" очень похожа на натуральную и реагирует на различные воздействия схожим образом, несмотря на то что это искусственная ткань, выращенная "в пробирке" (in vitro). Особенно, если она выращена из клеток самого пациента и не вызывает иммунного ответа, - рассказала Юлия Чикиткина.

Разрабатываемые учеными Курчатовского института модели кожи могут использоваться для доклинических испытаний различных фармакологических препаратов. Это более гуманно, чем использовать животных.

Использование кожных эквивалентов in vitro также позволяет стандартизировать методику экспериментов и, соответственно, добиться более воспроизводимых результатов, чем в экспериментах in vivo - ведь у каждого человека или животного есть индивидуальные особенности.

Еще одно преимущество искусственных аналогов нативной кожи человека - это возможность разработки модели, наиболее полно отвечающей требованиям испытаний определенного фармацевтического препарата. С использованием этой методики также возможно моделировать "в пробирке" различные кожные заболевания - например, псориаз, осложнения диабета и многие другие. Для этого ученые используют клетки, выделенные из кожи больного человека, или органотипическую культуру, представляющую собой кусочки кожи (биоптаты), полученные непосредственно от пациента (например, больного псориазом). Эти биоптаты культивируются так же, как и искусственные тканевые эквиваленты, полученные из отдельных клеток, и могут использоваться в экспериментах.

Выращивание тканей и органов in vitro - очень перспективное направление науки, сказал "Известиям" доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета Евгений Плотников.

- При доработке технологии это позволит практически неограниченно проводить эксперимент, стандартизировать его или менять его параметры под конкретные задачи, - отметил Евгений Плотников. - Получение стабильных образцов кожи имеет перспективы в лечении ожогов, обширных ран - в общем, спектр применения данной технологии весьма широк.

В России законодательная база тестирования биологической активности препаратов не на животных, а на искусственных моделях тканей и органов (включая и кожу) пока не проработана. Но ученые полагают, что за этим направлением современной биомедицины - большое будущее.

Мария Недюк

Похожие новости

  • 23/08/2018

    Что показывают томичи на форуме «Армия – 2018»

     В Московской области с 21 по 26 августа проходит международный военно-технический форум «Армия – 2018». От Томской области туда отправилась делегация из представителей восьми инновационных компаний, трех вузов и одного научно-исследовательского института.
    823
  • 26/11/2018

    Кардиостимулятор будущего: гены гремучих змей заставят сердце биться

    В России приступили к созданию уникального биологического кардиостимулятора, который потребует малоинвазивного вмешательства и будет управляться с помощью света - без опутывающих сердце проводов. В основе подхода - изменение клеток сердца, в которые будут вноситься гены рецепторов, ответственных в организме человека и животных за восприятие тепла.
    1172
  • 15/02/2019

    В Томске за состоянием пациентов с кардиостимуляторами будут следить удаленно

    Впервые в НИИ кардиологии Томского НИМЦ за состоянием пациентов с имплантированными кардиологическими устройствами Medtronic будут следить удаленно. В кардиологическом диспансере установлена система удаленного мониторинга пациентов — CareLink Express, не имеющая аналогов в Томской области.
    289
  • 15/12/2017

    Томские ученые создали малотравматичный холодноплазменный инструмент для операций на сердце

    ​Томские ученые из НИИ кардиологии разработали хирургический инструмент для рассечения грудины, способствующий снижению травматичности и кровопотери при операциях на сердце. Прибор представляет собой более совершенную альтернативу существующим методикам и не имеет аналогов в мире.
    733
  • 16/02/2018

    В томском НИИ кардиологии впервые в России имплантированы дефибрилляторы нового поколения для лечения сердечной недостаточности

    ​Впервые в России в НИИ кардиологии Томского НИМЦ РАН пациентам с сердечной недостаточностью имплантированы устройства для сердечной ресинхронизирующей терапии нового поколения Viva Quad XT CRTD, разработанные компанией Medtronic.
    817
  • 29/01/2019

    Прочный круг: почему болезни старости прогрессируют лавинообразно

    ​В поисках «лекарства от старости» российские ученые раскрыли причины развития возрастных болезней. Биологи рассмотрели статистику летальных исходов от атеросклероза, гипертонии, сахарного диабета двух типов, болезней Альцгеймера и Паркинсона, пошагово изучили ход этих заболеваний.
    420
  • 13/01/2017

    Лабораторные работы: ученые и инновации

    ​Ученые факультета наук о материалах и химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с научной группой под руководством Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) определили причину, по которой органо-неорганические перовскиты формируются в виде нанонитей.
    2195
  • 01/08/2018

    Томские материаловеды создают импланты, сохраняющие гибкость позвоночника

    ​Ученые ТГУ и ИФПМ СО РАН разрабатывают керамические импланты для лечения при повреждениях позвоночника. Подобные операции необходимы людям, перенесшим тяжелую травму или страдающим дегенеративными заболеваниями позвоночника.
    684
  • 20/12/2018

    Топ-10 разработок томских ученых в 2018 году

    ​Целый год inotomsk.ru рассказывал, что томские ученые и разработчики делают прямо сейчас, чтобы изменить нашу жизнь: борются с раком, изобретают таблетку для продления жизни, а еще помогают выращивать помидорки на окне и защищать велосипед от бандитов.
    925
  • 22/11/2016

    По итогам конкурса ВИК.Нано: наносито для крови

    Nanonewsnet.ru продолжает публиковать интервью о решении непростых инженерных задач. На вопросы о конкурсе ВИК.Нано и о своем проекте по очистке крови с помощью композитных сит из керамики и цеолитов ответил аспирант Томского государственного университета, один из трех финалистов, получивших главный приз конкурса, Александр Бузимов.
    2090