Французы соткали универсальную пряжу из внеклеточного вещества

Французы соткали универсальную пряжу из внеклеточного вещества

Французские исследователи создали нити из межклеточного матрикса, который выделяют фибробласты кожи человека, и соткали их разными способами, сообщается в Acta Biomaterialia. Материал нитей не отторгается иммунной системой, поэтому его можно использовать как в хирургических швах, так и для создания искусственных сосудов.

В медицине часто бывают нужны материалы для хирургических нитей или протезов сосудов, костей и прочих структур. Подавляющее большинство этих материалов искусственные, и, хотя они чаще всего биологически инертны, их наличие в организме все равно может привести к серьезным побочным эффектам, потому что иммунная система нередко обнаруживает их и пытается от них избавиться. Это плохо не только для постоянных структур, но и в случае тех имплантатов, которые должны рассосаться после выполнения своей функции: иммунитет может разрушить их раньше времени.

Заменить искусственные материалы для протезов в ряде случаев мог бы внеклеточный матрикс (ВКМ), который состоит из гиалуроновой кислоты и нескольких типов белков, в том числе коллагена. В основном его выделяют фибробласты — клетки соединительной ткани. ВКМ обеспечивает опору клеткам и транспорт ряда веществ между ними. Имплантаты из внеклеточного матрикса, который был создан фибробластами организма пациента, не должны отторгаться иммунной системой.

В 2006 году исследователи из Университета Бордо, Стэнфордского университета, Калифорнийского университета в Дэвисе и нескольких других учреждений сделали пластинки из внеклеточного матрикса, который выделили фибробласты кожи человека, свернули эти пластинки в трубочки и сделали на их основе искусственные кровеносные сосуды. Это была первая работа, в которой показали, что хорошие протезы можно сделать целиком за счет клеток организма пациента, не прибегая к искусственным материалам.

Теперь часть той команды ученых выпустила продолжение работы. На этот раз исследователи разрезали пластинки ВКМ на ленты длиной 17 сантиметров и шириной от 3 до 10 миллиметров и скрутили их в нити c разным числом оборотов на сантиметр (от 2,5 до 7,5). Затем они проверили прочность этих нитей на разрыв и их способность растягиваться. Также ученые определили их структуру с помощью трансмиссионной электронной и сканирующей криоэлектронной микроскопии. Для проверки биосовместимости лент их заселили клетками выстилки сосудов пуповины, и те остались живы.

Далее нити из ВКМ соединяли различными способами, а тем, что при этом получилось, зашивали надрезы на коже бесшерстных крыс. Через 14 дней рана полностью закрылась, а спустя месяц после операции следов на месте шва практически не было видно. Это позволяет предположить, что биоматериал на основе внеклеточного матрикса можно использовать для хирургических швов и есть возможность подбирать параметры нитей для конкретных целей.
Кроме того, ученые провели пилотное исследование искусственного кровеносного сосуда, связанного из нитей ВКМ. Его имплантировали в сонную артерию овцы. За те сутки, которые проработал имплантат (затем овцу умертвили и извлекли имплантат для изучения), он не протек, несмотря не то, что давление крови в этом сосуде весьма высокое. Он хорошо присоединился к собственной артерии животного: кровотечение на месте швов во время операции быстро устранили простой марлей.

Авторы отмечают, что они старались как можно меньше модифицировать ВКМ, в том числе не удаляли остатки клеток, которые могли содержаться в этом биоматериале. Это позволило максимально сохранить все его компоненты, которые могли бы исчезнуть из-за процедур очистки — а это, вероятно, снизило бы способность клеток выживать на «пряже» из внеклеточного матрикса. Учитывая, что в текущем виде материал хорошо сочетается с клетками различных типов, его, помимо протезов, можно будет использовать для доставки нужных клеток в требуемую точку организма. Пока методы подобной доставки, например инъекция, не слишком эффективны: большинство клеток при этом гибнет.

Фибробласты известны как весьма разноплановые клетки. Из них можно получить клетки различных типов, если подействовать нужными веществами — факторами дифференцировки. Изначально требовалось превратить фибробласты в стволовые клетки (набор нужных для этого веществ известен и называется факторами Яманаки) и уже из них формировать требуемые типы клеток. Но затем нашлись пути обхода, и из фибробластов стали, к примеру, напрямую делать клетки сосудов и крови.

Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе важных новостей медицины

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>