Сосудистые стенты с тканеинженерным покрытием и цитостатиком, разработанные специалистами Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е. Н. Мешалкина и учеными Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, прошли доклинические испытания на лабораторных кроликах. Было показано, что они зарастают в три раза медленнее, чем обычные стенты. Результаты работы опубликованы в Polymers.

«Около 60—70 % операций на сосудах делается путем дистанционной (через небольшие проколы) установки специальных устройств в патологически измененное сосудистое русло. Технология давно известна. Когда-то она была революционной, но с годами накопились некоторые проблемы. Они заключаются в том, что в течение двух-трех лет у многих пациентов возникает повторный стеноз артерий. Это связано как с факторами прогрессирования системного атеросклероза, так и с особенностями местных изменений (воспалительными реакциями сосудистой стенки, ответом тканей на имплантированное устройство, изменениями кровотока в зоне ремоделирования сосуда и так далее)», — рассказывает руководитель Центра сосудистой и гибридной хирургии НМИЦ им. акад. Е. Н. Мешалкина доктор медицинских наук Андрей Анатольевич Карпенко.

 

 

В случае с искусственными имплантами в сосуде у пациента развивается пролиферативное воспаление, представляющее собой защитную реакцию организма. Клетки начинают активно вырабатывать противовоспалительные факторы, что приводит к образованию фиброзной ткани, которая через некоторое время снова суживает сосуд.

Ученые всего мира ищут пути продления сроков действия стентов. Один из подходов — интегрировать в имплантированное устройство лекарственное средство — цитостатик, который бы блокировал пролиферативную реакцию и препятствовал образованию неоинтимы (фиброзная оболочка, образующаяся на внутренней поверхности сосудистого протеза в результате перерождения прорастающего в него эндотелия. — Прим. ред.).

Цитостатики широко применяются в онкологии для лечения злокачественных новообразований. Также было предложено использовать их в малых дозах для подавления пролиферативных реакций в зоне имплантированных внутрисосудистых стентов. 

Поначалу такая технология вызвала большое воодушевление у исследователей и врачей, однако позже стало понятно, что она имеет ряд побочных эффектов. Во-первых, появились масштабные исследования, показывающие: разница срока службы обычных стентов и стентов с цитостатиками совершенно незначительная, то есть последние не спасают пациентов от стенозов и связанных с ними неблагоприятных событий (инфарктов и так далее). Кратковременное воздействие препарата на сосудистую стенку не позволило получить то, о чем мечтали ученые.

Во-вторых, когда накопилось достаточно большое количество клинических исследований и был проведен их метаанализ, выяснилось: у пациентов со стентами с популярным цитостатиком паклитакселом в отдаленный период выросло количество онкологических смертей по сравнению с теми, кому ставились обычные непокрытые стенты. Это вызвало большой шум, ряд стран временно приостановили использование стентов с этим цитостатиком и начали активно изучать, как действуют другие. «Сложно сказать, это совпадение или малая доза паклитаксела действительно отрицательно воздействует на и так уязвимый противораковый иммунитет пожилых больных (которые в основном и страдают патологиями коронарного и периферического сосудистого русла)», — говорит Андрей Карпенко.

Андрей Карпенко 

У сибирских ученых возникла идея сделать более адресную и длительную доставку цитостатика. «Реализацией этого подхода мы занимались почти пять лет. Важно было распределить цитостатик по всей зоне перекрытия стента, а с другой стороны, сделать так, чтобы этот препарат максимально локализовался в волокне, был обращен в сторону сосудистой стенки и не контактировал с просветом сосуда (это позволило бы минимизировать его системное воздействие на организм), — рассказывает Андрей Карпенко. — Коллеги из лаборатории молекулярной медицины ИХБФМ СО РАН под руководством ее заведующего кандидата биологических наук Павла Петровича Лактионова провели просто огромный пласт фундаментальных исследований, прежде чем получили тканеинженерную конструкцию, отвечающую заявленным требованиям. Так была решена главная задача — обращенный на сосудистую стенку цитостатик блокирует прежде всего митотическую активность гладкомышечных клеток, синтезирующих внеклеточный матрикс, в котором накапливаются липиды. Таким образом, он тормозит локальное образование фиброзной ткани и оказывает минимальное воздействие на протекающую кровь и другие органы и ткани».

Основу тканеинженерной конструкции составляет нетканое покрытие, изготовленное электроспиннингом и представляющее собой смесь поликапролактона с человеческим сывороточным альбумином и цитостатиком. Оно способно растягиваться в два-три раза вместе со стентом, который вводится в организм в сжатом состоянии и уже там расправляется. Была придумана специальная технология, позволяющая зафиксировать на волокне препарат и сделать так, чтобы он был обращен в сторону сосудистой стенки и не взаимодействовал с кровотоком. Этого удалось достичь за счет многослойности структуры тканеинженерного покрытия.

В первой серии экспериментов в качестве цитостатика выступил тот самый паклитаксел, поскольку он хорошо изучен и широко представлен в клинической практике (на момент начала испытаний еще не было известно о его возможных канцерогенных эффектах). Динамику выхода препарата из волокна in vitro изучали по радиоактивной метке. Было показано: сначала нескольких дней он выделяется активно, а затем, в течение трех месяцев, — медленно. «Дело в том, что в первые дни после внедрения стента в просвет сосуда идет накопление клеток, обеспечивающих развитие острофазового воспаления. Именно в это время нужно существенно замедлить их функциональную активность, а уже затем переходить на так называемую циторедукцию: замедление деления, воспроизводства и работы клеток в бляшке», — объясняет Андрей Карпенко.

Затем были проведены эксперименты на кроликах. Одним имплантировали в просвет подвздошной артерии обычные металлические стенты, другим — стенты с разработанным тканеинженерным покрытием, наполненным цитостатиком. Опыты показали, что последние зарастают в три раза медленнее. По оценкам, такое покрытие должно продлить срок службы стентов как минимум на год. «Серия экспериментов подтвердила, что нам удалось создать систему эффективной адресной доставки лекарственных препаратов на совершенно новой матрице и с новой идеологией», — комментирует Андрей Карпенко.

 

 

В дальнейшем планируется провести серию экспериментов с другими лекарственными препаратами, о которых нет сведений, что они канцерогенны. Их эффективность уже показана в исследованиях in vitro, теперь ученые будут проверять активность этих соединений на животных.

«В ближайшие два-три года мы должны изучить эти данные, параллельно будем вести переговоры о возможной индустриализации проекта. От разработки до внедрения в клиническую практику иногда проходят десятилетия. Однако сейчас идет тренд обкатывать новые лекарственные препараты на небольшой серии экспериментов: не на огромных группах добровольцев, а либо на клеточных линиях, либо на моделях животных», — говорит Андрей Карпенко. Дальнейшая судьба исследования зависит от того, будет ли выделено на него финансирование. Проведенные работы выполнены в рамках гранта РНФ.

По словам ученого, основная проблема в том, что до сих пор не определено ключевое звено патогенеза, отвечающее за образование атеросклеротических бляшек и клеток, в этом процессе участвующих. «Всё идет к тому, что будут выделены какие-то адресные гены, по воздействию на которые будет оцениваться эффективность лекарственных препаратов (с помощью компьютерного моделирования и в экспериментах in vitro). Это позволит минимизировать объем клинических исследований», — отмечает Андрей Карпенко.

Диана Хомякова

Фото автора (2) и предоставлено НМИЦ им. акад. Е. Н. Мешалкина (1, 3)

Источники

В клинике Мешалкина разрабатывают новые стенты для дистанционных операций
Infopro54.ru, 19/08/2020
Сибирские инновационные сосудистые стенты прошли доклинические испытания на животных
Наука в Сибири (sbras.info), 19/08/2020
Сибирские сосудистые стенты испытали на животных
Media Mag (mag-m.com), 19/08/2020
Сибирские сосудистые стенты испытали на животных
Pcnews.ru, 19/08/2020
Сибирские сосудистые стенты испытали на животных
Популярная механика (popmech.ru), 19/08/2020
Новосибирские ученые испытали инновационные стенты на животных
Ndn.info, 19/08/2020
Разработанные сибирскими учеными сосудистые стенты на основе рассекреченной советской технологии испытаны на кроликах
ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ, 19/08/2020
В клинике Мешалкина разрабатывают новые стенты для дистанционных операций
News-Life (news-life.pro), 19/08/2020
Сибирские инновационные сосудистые стенты прошли доклинические испытания на животных
Российский научный фонд (рнф.рф), 20/08/2020
Сибирские инновационные сосудистые стенты прошли доклинические испытания на животных
Российский научный фонд (rscf.ru), 20/08/2020
Новые сосудистые стенты заросли в три раза медленнее традиционных
Индикатор (indicator.ru), 19/08/2020
Новые сосудистые стенты заросли в три раза медленнее традиционных
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 19/08/2020
Новые сосудистые стенты заросли в три раза медленнее традиционных
Seldon.News (news.myseldon.com), 19/08/2020
Новые сосудистые стенты новосибирских ученых испытали на кроликах
Московский Комсомолец # Новосибирск (novos.mk.ru), 20/08/2020

Похожие новости

  • 22/01/2020

    В новосибирском Академгородке вывели породу ручных крыс

    ​По восточному календарю 25 января начнется год Крысы. Корреспондент "РГ" побывал в виварии Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН, где обитает несколько сотен этих животных. Наряду со знаменитыми одомашненными лисицами ученые вывели и дружелюбных грызунов.
    464
  • 26/08/2016

    ИХБФМ СО РАН расширяет исследование альтернативы антибиотиков

    ​Институт химической биологии и фундаментальной медицины договорился о сотрудничестве с ЦНМТ для изучения эффективности лечения инфекций естественными врагами бактерий. Ученые совместно с Железнодорожной больницей уже три года успешно лечат при помощи бактериофагов тяжелые случае язв на ногах, которые возникают при диабете.
    3833
  • 16/05/2016

    Новая тест-система поможет обнаружить рак легкого еще до появления опухоли

    ​Капля никотина, увы, по-прежнему убивает. Причем в массовом порядке - ежегодно в мире регистрируется более 1,4 миллиона случаев рака легких. К сожалению, для миллиона больных диагноз оказывается смертельным.
    2735
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    4437
  • 29/01/2020

    Новосибирские ученые исследуют действие холодной плазмы на раковые клетки

    Совместный проект Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Института теоретической и прикладной механики СО РАН направлен на развитие оригинального метода противораковой терапии с использованием холодной плазменной струи.
    862
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    3825
  • 24/08/2016

    Сибирские и московские ученые создали тест на мутации у младенцев

    ​Новосибирские ученые вместе с московскими коллегами разработали систему диагностики иммунодефицита у новорожденных, ведутся переговоры с Росздравнадзором, чтобы зарегистрировать тест. Простую тест-систему для выявления первичных иммунодефицитов у детей разработали ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН совместно со специалистами московской детской больницы №9 имени Сперанского - самой большой детской клиники России, пишет "Наука из первых рук".
    1689
  • 28/01/2020

    Мировая повестка: биобезопасность

    ​С 2015 года в рамках Проекта 5-100 ТюмГУ и в настоящее время Западно-Сибирский межрегиональный научно-образовательный центр (НОЦ) сделали ставку на биобезопасность – предотвращение, митигацию и ликвидацию угроз биологического происхождения для человека, животных и растений.
    571
  • 02/09/2019

    Новосибирские учёные определяют эффективную терапию на раковых клетках

    Учёные новосибирского Академгородка предлагают оценивать эффективность терапии против раковых заболеваний крови по новой методике. Действие препаратов испытывают на злокачественных клетках в пробирке.
    1011
  • 18/12/2018

    Сибирские биохимики нашли связь дефектов стволовых клеток с аутоиммунными заболеваниями

    ​Рассеянный склероз, волчанка и другие аутоиммунные болезни могут возникать из-за серьезных нарушений в работе стволовых клеток костного мозга, заставляющих их собирать особые агрессивные антитела. Об этом рассказали биохимики, выступавшие на конгрессе "Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания" в Москве.
    2373