Все новости

Нервную ткань предложили восстанавливать гелями из модифицированных пектинов

Это может быть важно после опухоли мозга или нейродегенеративных заболеваний

ТАСС, 12 августа. Российские ученые создали на основе растительных полисахаридов (пектинов) искусственную внеклеточную среду. Ее можно использовать для восстановления нервной тканей, консервации клеток и выращивания тканей органов. Статью с результатами работы опубликовал научный журнал International Review of Neurobiology.

Гидрогели, разработанные в Школе биомедицины ДВФУ, представляют собой растительные углеводные материалы из модифицированных пектинов. Они подходят для восстановления нервной ткани, которая повреждается при опухолях мозга, а также из-за травм и нейродегенеративных болезней.

"Некоторые варианты наших внеклеточных матриксов-гидрогелей способны подавлять размножение клеток глиомы, злокачественной опухоли головного мозга, а их химические модификации можно использовать, чтобы сохранять потенциал нормальных нервных стволовых клеток, "консервировать" их в недифференцированном состоянии, сохраняя их жизнеспособность и потенциал на будущее. Это интересно для развития клеточных биотехнологий регенеративной медицины", – рассказал руководитель исследования, заместитель директора по развитию ШБМ ДВФУ Вадим Кумейко.

По его словам, биоинженерные решения, связанные с применением внеклеточных матриксов из пектинов, нужно тщательно проверять. Однако ученые рассчитывают, что в перспективе полученные гидрогели можно будет имплантировать в область резекции опухоли мозга, чтобы убивать оставшиеся после операции опухолевые клетки, одновременно сохраняя потенциал здоровых клеток для дальнейшего восстановления.

Особенности нервной системы

Внеклеточное пространство в организме человека представляет собой сложную молекулярную сеть – матрикс. Он состоит из двух главных компонентов: белкового и углеводного. Матрикс нервной системы в большей степени углеводный, напоминает по физико-химическим свойствам мармелад или "птичье молоко". Этим он существенно отличается от более упругого и жесткого матрикса с преобладанием белкового компонента, который свойственен для соединительных тканей. По углеводному матриксу клеткам практически невозможно передвигаться.

При этом опухолевые клетки могут управлять жесткостью окружающего их внеклеточного пространства, добавляя в него белковые компоненты. Таким образом они сами "стелят" себе дорогу, по которой убегают, чтобы метастазировать и образовывать новые опухоли в других регионах организма.

"Имплантированный после удаления опухоли матрикс с преобладанием углеводного компонента не только сдержит рост и распространение клеток, но и прекрасно подойдет в качестве средства доставки высокотоксичных лекарств. Такие лекарства будут высвобождаться из него постепенно, нанося меньший вред организму в целом и убивая оставшиеся опухолевые клетки. На следующем этапе, чтобы стимулировать регенерацию и рост отростков нервных клеток, можно посредством инъекции имплантировать в прооперированную область более жесткий матрикс, включающий большую долю белков", – пояснил Кумейко.

В дальнейшем ученые планируют исследовать, как состав пектинового матрикса будет влиять на скорость высвобождения лекарств, и какое сочетание углеводных и белковых компонентов будет способствовать восстановлению нервной ткани без рубцов и характерной для опухолевой ткани чрезмерной плотности. Пока что в мире очень мало материалов, которые одобрены для биоинженерии нервной ткани и клинической практики, в основном они предназначены для регенерации периферической, а не центральной нервной системы.