Новый метод доставки лекарств может обратить старение стволовых клеток

Старение (сенесценция) затрагивает и стволовые клетки, которые обладают уникальной способностью превращаться в другие типы клеток. Это создаёт проблему для поддержания культур клеток в терапевтических целях. Сенесцентные клетки перестают производить нужные для медицины биомолекулы и начинают выделять антагонистичные им вещества.

Вместо удаления старых клеток из культуры более эффективной стратегией является предотвращение их вступления в состояние сенесценции. Этого можно достичь, контролируя окислительное состояние среды с помощью антиоксидантов, которые могут «вытащить» клетки из сенесцентного состояния.

Однако традиционные методы доставки антиоксидантов имеют недостатки: большое варьирование количества высвобождаемого препарата во времени и между клетками. Новое исследование описывает метод доставки, который является надежным, долговременным и минимизирует вариативность.

Новый метод: полимер-стабилизированные кристаллы

Метод использует антиоксиданты в форме полимер-стабилизированных кристаллов. С помощью микрофлюидики исследователи создают кристаллы одинакового размера и дозировки, что минимизирует вариацию в высвобождении препарата между клетками.

• Минимизация вариаций: «С микрофлюидикой каждая капля функционирует как маленький реактор, что позволяет получать мелкие, одинаковые по размеру индивидуальные кристаллы, минимизируя вариацию скорости высвобождения препарата», — говорит Райан Миллер, первый автор исследования.
• Равномерное высвобождение: Кристаллы растворяются медленнее, чем при традиционных методах, делая высвобождение препарата равномерным во времени.
• Продление действия: «Типичные антиоксиданты, помещённые в воду или биологическую жидкость, теряют свою жизненно важную активность в течение шести часов, — описывает Хёнджун Конг. — Но новый кристалл антиоксиданта остаётся биоактивным не менее двух дней». Это снижает частоту добавления антиоксидантов в культуральную среду и улучшает воспроизводимость продукта.

Значение для терапии и биопроизводства

Увеличение продолжительности эффективности препарата означает, что культуры стволовых клеток дольше остаются вне состояния сенесценции, что приводит к большему выходу необходимых для терапии биомолекул.

Метод может быть использован для лечения стволовыми клетками, полученными от самого пациента (аутологичная терапия). Это особенно важно для пожилых пациентов, у которых высока доля сенесцентных клеток. «Если мы сможем вывести эти клетки из этого состояния и заставить их вести себя как здоровые, мы сможем получить гораздо больше терапевтически значимых биомолекул для пациента», — объясняет Миллер.

Перспективы технологии

Технология может быть применена не только для контролируемой доставки антиоксидантов к культурам стволовых клеток, но и к другим типам клеток, важным в медицине. Кристаллы могут использоваться для доставки антиоксидантов или других препаратов непосредственно в целевую ткань пациента.

«Красота здесь в том, что это работа по разработке технологии, поэтому её можно применять к различным гидрофильным препаратам, моделям заболеваний и методам применения, — говорит Хи-Сун Хан. — Мы показываем, что можем поддерживать длительное высвобождение этого препарата с относительно постоянной скоростью. С этой технологией связано множество захватывающих исследований и направлений».