Сибирские ученые создали биопротезы человеческих сосудов
Новосибирск, 27 февраля, 2017, 13:32 — ИА Регнум. Новосибирские ученые разработали метод получения тканеинженерных конструкций, свойства которых максимально приближенными к физиологическим. Биопротезы, созданные на основе такой технологии, смогут заменить сосуды человеку, нуждающемуся в трансплантации, полагают биологи. Кроме того, разработка может помочь избежать негативных последствий. Например, снизить риск воспаления, тромбоза и других иммунопатологических процессов, приводящих к повторному дефициту кровообращения. Об этом ИА REGNUM рассказали в Новосибирском государственном университете, студенты которого приняли участие в разработке, совместно с учёными Института цитологии и генетики СО РАН, Сибирского Федерального биомедицинского исследовательского центра имени академика Е. Н. Мешалкина и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.
Ученые отмечают, что сосудистая хирургия сталкивается с проблемой получения заменителей сосудов малого диаметра. А использование сосудов от самого пациента часто невозможно по медицинским показаниям. Синтетические же материалы имеют ряд физических недостатков. Что касается тканевой инженерии, то она может помочь решить эту проблему с помощью создания клеточно-наполненного сосудистого трансплантата — учёные подбирают не только источники клеток, моделирующих естественную структуру сосуда, но и подходящие для их заселения материалы.
Новосибирские биологи разработали метод получения тканеинженерных конструкций на основе мембран из поликапролактона и хитозана, заселенных эндотелиальными (выстилающими кровеносные сосуды) и гладкомышечными (создающими сосудистый тонус) клетками кардиальных эксплантов человека. Такое сочетание необходимо, чтобы решить вопросы прочности, долговечности и физиологичности трансплантата. При этом ученые использовали клетки отходного послеоперационного материала миокарда человека.
Исследование тканеинженерных конструкций из смеси хитозана и поликапролактона проведено пока только in vitro (лат. — «в стекле" — технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» — вне живого организма — прим. ИА REGNUM ). Однако по его результатам уже можно сказать, что метод получения клеточно-заселенных тканеинженерных конструкций на основе смеси поликапролактона и хитозана может быть основой для разработки функциональных трансплантатов сосудов малого диаметра со свойствами, максимально приближенными к физиологическим. Биологи предполагают, что заселять трансплантат человека можно будет клетками самого пациента, что не вызывает отторжения и иммунной реакции.
В свою очередь, исследователи лаборатории эпигенетики развития Института цитологии и генетики провели эксперименты с использованием разработанной технологии заселения in vivo (проведение экспериментов на (или внутри) живой ткани при живом организм — прим. ИА REGNUM ) на модели мышей. В этих экспериментах использовались каркасы из синтетического материала поликарполактона, разработанные в лаборатории молекулярной медицины Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Каркасы предварительно заселялись клетками кардиальных эксплантов человека, полученными из отходного послеоперационного материала миокарда выходного отдела правого желудочка. Было прооперировано 44 мыши, которые подразделялись на две группы (контрольные — с незаселенными заплатами из поликапролактона, и экспериментальные — с заселенными). За животными наблюдали в течение 24 недель. Исследования с помощью УЗ и МРТ подтвердили, что после имплантации на протяжении всего срока эксперимента аорта остается проходимой, в биопротезе сохраняется пульсирующий кровоток. Для подтверждения сохранности клеток после трасплантации, в контрольных точках эксперимента проводился гистологический анализ, исследовались снимки с помощью конфокального микроскопа. Оказалась, что в незаселенных клетками протезах не формируется специализированного эндотелиального и гладкомышечного слоя, что может впоследствии привести к стенозу и закупорке сосудов, а клеточно-заселенные тканеинженерные протезы формируют необходиимые функциональные слои клеток и хорошо интегрируются в окружающие ткани.
Таким образом, новосибирские ученые показали, что клеточно-заселенные тканеинженерные конструкции имеют преимущество перед незаселенными, что особенно важно для разработки заменителей сосудов малого диаметра.