Учёные создали «живой интерфейс» с настраиваемыми экзосомами для нейрососудистого ремоделирования
Команда исследователей под руководством доктора Ду Сюэминя из Шэньчжэньского института перспективных технологий (SIAT) Китайской академии наук разработала «живой интерфейс», способный к длительной секреции биологически активных экзосом с настраиваемым содержимым и miRNA-грузами, что эффективно способствует нейрососудистому ремоделированию.
Исследование было опубликовано в журнале Matter 21 ноября.
Проблема и цель
Нейрососудистое ремоделирование критически важно для восстановления функций регенерированных тканей или инженерных органов и требует многоцелевой и фазо-специфичной паракринной регуляции. Существующие стратегии не могут воспроизвести такие динамичные и сложные эффекты, наблюдаемые в естественных физиологических процессах, что мешает синергетическому нейрососудистому ремоделированию.
Экзосомы, как ключевые элементы естественного паракринного процесса, перспективны, но сталкиваются с проблемами:
- Прямое введение экзосом ограничено их коротким сроком жизни (24–48 часов).
- Системы доставки экзосом не могут сохранять биологическую активность и адаптируемые miRNA-грузы на протяжении всего периода высвобождения, что снижает их эффективность на разных стадиях ремоделирования.
Решение: живой интерфейс LIFES
Предложенный в исследовании живой интерфейс для тонко настроенной секреции экзосом (LIFES) состоит из двух ключевых элементов:
- Слой интеллектуального материала на основе поли(винилиденфторид-ко-трифторэтилена) с заданной топографической структурой и превосходными электрическими свойствами для модуляции клеток.
- Слой живых клеток — мезенхимальных стволовых клеток (MSCs) костного мозга крысы — для эффективного биогенеза экзосом.
Результаты и возможности
Благодаря синергии между этими элементами, LIFES способен:
- Секретировать биологически активные экзосомы длительно (до ~192 часов) и фазо-специфично.
- Настраивать содержимое экзосом (увеличение до ~8 раз) и программировать miRNA-грузы (сначала проангиогенные, затем пронейрогенные).
«Фазо-специфичная секреция экзосом LIFES соответствует физиологическим требованиям и повторяет естественные многоцелевые и многостадийные эффекты паракринной регуляции, наблюдаемые в процессах физиологического нейрососудистого ремоделирования», — отметил доктор Ду.
Имитируя естественные паракринные эффекты, LIFES эффективно способствует восстановлению сосудисто-нервных сетей, даже в сложных моделях диабетических ран.
Эта работа открывает новые пути для создания интеллектуальных материалов следующего поколения, способных революционизировать биомедицинские устройства, регенеративную медицину и интерфейсы «мозг-компьютер».