Нановолокна улучшают результаты клеточной терапии
Повсеместное применение нановолокон в медицине почти свершившийся факт. Сердечно-сосудистые заболевания, статистика смертей от которых во всем мире далеко опережает гибель от других трудноизлечимых болезней, стоят на первом месте по применению в их лечении нанотехнологий.
Когда ученые из Harvard Medical School's Brigham and Women's Hospital разработали новый метод введения стволовых клеток, позволяющий улучшить восстановление сердечной мышцы после инфаркта, они столкнулись с проблемой: после введения в организм стволовых клеток утрачивается возможность их контролировать. В лабораторных условиях можно изменять состав культуральной среды, вводить в нее те или иные факторы роста или другие вещества. Влиять на микроокружение трансплантированных клеток, от которого зависит, как они себя поведут дальше, до сих пор не получалось.
Проведенные к настоящему времени во многих странах клинические испытания клеточной терапии кардиологических заболеваний показали эффективность этого метода, но значительно меньшую, чем можно было ожидать. Одна из причин - только небольшая часть введенных клеток приживается и нормально функционирует в ткани сердца.
Ученые убеждены, что помочь разрешить эту проблему позволит новый метод. Он основан на создании более благоприятных условий для введенных клеток в миокарде при помощи белковых нановолокон, которые длительное время выделяют фактор роста. Попытки вводить непосредственно в ткань сердца различные биологически активные вещества предпринимались и раньше, но эти вещества быстро разрушались или выводились из организма, так что терапевтический эффект был кратковременным. Новая технология позволяет подконтрольно поставлять фактор роста в течение длительного времени.
Самое тонкое нановолокно - 1,3 нанометра. Для его получения, в диапазоне от 1 до 10 нанометров (они более универсальны) исследователи удалили оксидное покрытие, чтобы создать препятствие окислению, и ограничили рост поверхности волокна с помощью водорода.
В эксперименте по восстановлению сердечной мышцы ученые пытались улучшить результаты клеточной терапии также и при помощи инсулиноподобного фактора роста 1 (insulin-like growth factor 1 (IGF-1)). О нем известно, что он оказывает сильное влияние на рост и выживаемость кардиомиоцитов. Но это – небольшая молекула, которая недолго остается в тканях.
Чтобы удерживать и постепенно выделять это вещество, ученые применили конструкцию из самособирающихся белковых нановолокон (размером 10 nm), названную ими «биотиновый сэндвич». Такая конструкция создает трехмерное микроокружение, благоприятное для выживания и роста различных клеток, в том числе образующих сосуды. Несущие фактор роста, как их назвали, нанофибрилы возможно вводить в миокард с помощью инъекций вместе с клетками, что улучшает результаты клеточной терапии.
Этот подход может быть использован и в клеточной терапии заболеваний других органов, причем именно при использовании нановолокон возможно применение различных факторов роста в самых различных сочетаниях.
