Биологи ИББМ усовершенствовали технологию восстановления клеток головного мозга
В основе разработки используются трёхмерные биоактивные матриксы на основе гиалуроновой кислоты.
Учёные Института биологии и биомедицины ННГУ усовершенствовали структуру гидрогелевых матриц для восстановления клеток головного мозга и запатентовали систему оценки их биосовместимости. Перспективным инструментом восстановления головного мозга от последствий тяжёлых травм и опухолей являются скаффолды – трёхмерные биоактивные матриксы на основе гиалуроновой кислоты. Конструкции поддерживают анатомическую структуру ткани и обеспечивают свободное движение биологических жидкостей в зоне поражения. Постепенно матрица замещается естественной тканью, восстанавливая функции утраченных участков головного мозга.
Биологи Университета Лобачевского выращивали клетки головного мозга на скаффолдах, построенных из множества наложенных друг на друга решёток, а состав скаффолдов дополнили нейротрофическими факторами (BDNF, GDNF) и белками головного мозга.
Похожая на пчелиные соты конструкция позволяет нейронам лучше закрепляться на скаффолде, обеспечивая свободное прорастание нервной ткани и доставку биологических жидкостей. Скаффолды созданы на основе модифицированной гиалуроновой кислоты, она совместима с клетками нервной системы, продукты её распада не токсичны для клеток мозга. Также в скаффолды включены белковые факторы, они стимулируют рост нейронов, повышают выживаемость нервных клеток, улучшают когнитивные способности и долговременную память, – сообщила старший научный сотрудник лаборатории по разработке методов нейропротекции, доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ Татьяна Мищенко.
Разработанные конструкции протестированы на культурах клеток головного мозга in vitro и на мышах с черепно-мозговой травмой in vivo. Результаты исследований показали отсутствие цитотоксичности и высокую биосовместимость скаффолдов для клеток головного мозга. По словам учёных, это открывает многообещающие перспективы в области заместительной терапии.
Разработанный нижегородскими учёными метод комплексной оценки биосовместимости скаффолдов в 2022 году получил патент на изобретение. Технология повысит эффективность и точность оценки рисков развития патологий и отторжений трансплантата.
В планах у учёных – дальнейшее улучшение архитектуры матриц и снижение их цитотоксичности.
Добавим, что в исследованиях принимали участие специалисты Сеченовского университета, Института биоорганической химии РАН и ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН. Исследования проводились при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Результаты были опубликованы в издании Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.