Нановолоконные сферы с клетками для восстановления тканей

Впервые созданы звездообразные биоразлагаемые полимеры, способные к самосборке в полые нановолоконные сферы. При инъекции в раны вместе с клетками эти сферы разлагаются, а клетки остаются и формируют новую ткань.

Разработка такой нановолоконной сферы в качестве носителя клеток, имитирующего их естественную среду роста, — значительный прорыв в восстановлении тканей. Об этом заявил Питер Ма, профессор Школы стоматологии Мичиганского университета и ведущий автор исследования, статья о котором запланирована к публикации в Nature Materials. Соавторы — Сяохуа Лю и Сяобин Цзинь.

Восстановление тканей — сложная задача, успех которой сильно ограничен нехваткой донорского материала. Новая методика даёт надежду пациентам с некоторыми типами повреждений хряща, для которых сейчас нет хороших методов лечения. Она также является лучшей альтернативой методу ACI, при котором собственные клетки пациента вводятся в организм без носителя. Качество восстановления ткани при ACI невысокое, потому что клетки вводятся свободно, без поддержки носителя, имитирующего естественную среду.

Для восстановления сложных или имеющих нестандартную форму дефектов ткани желателен инъекционный носитель клеток, чтобы обеспечить точное соответствие и минимизировать хирургическое вмешательство. Лаборатория Ма работает над биомиметической стратегией создания клеточного матрикса — системы, копирующей биологию и поддерживающей рост клеток и формирование ткани, — с использованием биоразлагаемых нановолокон.

Нановолоконные полые микросферы высокопористы, что позволяет питательным веществам легко проникать внутрь, и они имитируют функции внеклеточного матрикса в организме. Кроме того, нановолокна в этих полых сферах не производят много побочных продуктов деградации, которые могли бы повредить клеткам.

Нановолоконные полые сферы смешивают с клетками и вводят в рану. Когда сферы, которые немного больше переносимых ими клеток, разлагаются в месте раны, клетки уже получают хороший старт для роста, потому что сферы обеспечивают среду, в которой клетки естественным образом развиваются.

Этот подход оказался успешнее традиционного клеточного матрикса, используемого в настоящее время для роста тканей. До сих пор не было способа сделать такой матрикс инъекционным, поэтому его не применяли для доставки клеток к ранам сложной формы.

В ходе испытаний группа с нановолоконным носителем вырастила в три-четыре раза больше ткани, чем контрольная группа. Следующий шаг — испытания нового клеточного носителя на более крупных животных и в конечном итоге на людях для восстановления хрящевой и других типов тканей.