МОСКВА, 14 дек – РИА Новости. Биоинженеры и биологи из России разработали и успешно протестировали наночастицы, ускоряющие заживление ран и предотвращающие появление рубцов и шрамов. Итоги опытов на мышах были представлены в журнале Frontiers in Immunology.
«
"Наши коллеги-биоинженеры разработали уникальные полимерные частицы, которые мы, как иммунологи, захотели изучить с точки зрения их влияния на иммунную систему. В первую очередь, нас интересовал воспалительный ответ, который является ключевым в заживлении ран", — рассказывает Мария Друцкая, ведущий научный сотрудник Института молекулярной биологии РАН в Москве.
Кожа человека входит в крайне небольшой перечень органов нашего тела, способных восстанавливать себя при получении даже самых серьезных повреждений. Ученые достаточно давно пытаются понять, что управляет процессом ее регенерации, и что заставляет ее иногда формировать рубцы и шрамы, а в других случаях – полноценную замену ткани.
Наблюдения за формированием шрамов и гладкой кожи показали, что оба этих процесса "дирижируются" разными наборами генов, от уровня активности которых зависит то, в какую сторону пойдет процесс восстановления ткани. К примеру, отключение гена TNF приводит к ускоренному зарастанию пореза и формированию рубца, а низкие концентрации белка IL-6 оказались связаны с медленным заживлением раны.
Как выяснили Друцкая и ее коллеги, второй процесс можно усилить, не меняя структуру самих генов, при помощи наночастиц, состоящих из разных типов искусственного шелка и других биополимеров. Они помогают различным типам стволовых клеток кожи мигрировать в рану и формировать новые слои ткани.
Они пришли к такому выводу, наблюдая за тем, как несколько наночастиц, состоявших из желатина и аналогов шелка пауков и шелкопрядов, влияли на то, как вели себя культуры клеток кожи в пробирке и внутри глубоких порезов на коже мышей.
Изначально, по словам иммунологов, они рассматривали эти наночастицы как своеобразные "контейнеры" для доставки других белков и генной терапии в место пореза, однако первые же опыты на них показали, что они сами по себе могут ускорять заживление ран и предотвращать появление шрамов.
"Мы обнаружили, что один из белков вызывает кратковременный провоспалительный ответ, что может иметь значение для терапии инфицированных ран. С другой стороны, оба вида частиц снижали продукцию факторов, ответственных за образование рубца, что объясняет меньший размер шрама на месте раны при их использовании", — добавляет Максим Носенко, коллега Друцкой и аспирант МГУ.
Это, в частности, проявлялось в том, что оба типа наночастиц подавляли сборку молекул и TNF, и IL-6, что несколько замедляло затягивание раны, но заставляло кожу "чинить" саму себя более качественно. В результате этого шрам практически полностью исчез через две недели после травмы, тогда как у грызунов из контрольной группы остался достаточно заметный след на коже, лишенный волосяных луковиц и всех остальных сложных желез.
Как надеются ученые, результаты их опытов позволят провести аналогичные опыты на образцах кожи человека и на добровольцах, и быстро ввести подобные наночастицы в медицинскую практику.
Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).
© Анастасия Архипова, МГУ // Maxim A. Nosenko et al. / Frontiers in Immunology, 2018
Микрочастица из структурного белка шелка (размер 150 микрон)