Ученые позаимствуют у природы инструменты для регенерации кости
18 Декабря 2017

Исследователи ТГУ приступили к реализации крупного междисциплинарного проекта в области биоинженерии кости. Соисполнителями по проекту являются биологи, химики, медики, фармакологи и другие специалисты из научных центров России и зарубежья. Цель исследований, выполняемых в рамках ФЦП, – создание суспензии с факторами роста, выделенными из стромальных стволовых клеток. В перспективе такие клеточные продукты могут использоваться для регенерации поврежденных тканей – костной, хрящевой, нервной, ткани печени, эпителия кожи.

– Повреждения и дефекты кости сегодня закрывают с помощью имплантов. Как правило, это металлические или керамические конструкции, вживление которых сопровождается комплексом реакций со стороны организма, крайним проявлением которых является отторжение. Тенденцией в регенеративной ортопедии и травматологии является создание имплантов с функциональной поверхностью, – говорит руководитель фармпроектов Инжинирингового химико-технологического центра ТГУ Любовь Покровская.

P_20170323_140440.jpg

Одним из новых направлений является использование стромальных стволовых клеток, особенность которых заключается в способности дифференцироваться в специализированные клетки, например, превращаться в остеобласты – молодые клетки костной ткани; миобласты – клетки мышечной ткани, и так далее.

Для культивирования стволовых клеток будут применяться трехмерные подложки – скаффолды. Они необходимы для пространственного формирования будущего клеточного органа или его фрагмента. Эти конструкции, как строительные леса, являются временными, которые убирают после ремонта здания. В случае со скаффолдами ликвидация «строительного каркаса» произойдет самопроизвольно, поскольку он будет выполнен из биоразлагаемого материала.

– Скаффолды будут сделаны из гидроксиапатита, созданного с помощью оригинальной технологии синтеза, разрабатываемой химиками ТГУ, и PLGA (полилактидгликолида) с заданными свойствами, тоже синтезированного в ТГУ, – говорит Любовь Покровская. – Процесс культивирования и изучения стволовых клеток мы планируем проводить на площадках соисполнителей по проекту – Белгородского государственного и Балтийского федерального университетов. 

IMG_1559.jpg

По словам Любови Покровской, на первом этапе ученые будут работать со стволовыми клетками животных, на втором – со стволовыми клетками человека, выделенными из культуры жировой ткани. Большой блок проекта посвящен исследованиям полученных клеточных культур и так называемых факторов роста – комплекса биологически активных веществ стромальных стволовых клеток, изучению процесса взаимодействия стволовых клеток и скаффолдов, их значению в формировании костной ткани.

Ученым необходимо ответить на множество вопросов: какой композитный материал обеспечит оптимальное течение процесса замещения костных дефектов; возможно ли создание стерильного клеточного продукта без потери активности; какие свойства трехмерного матрикса и микроокружения обеспечат наиболее успешную регенерацию костной ткани. Затем планируется прийти к разработке клеточного продукта и клеточных технологий для регенеративной персонализированной медицины.

В проведении исследований будут задействованы научные группы из ТГУ: лаборатория полимеров и композитных материалов, лаборатория физико-химических методов исследования, Центр коллективного пользования, лаборатория трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины, а также СибГМУ, НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга, исследователи из Института трансфузионной медицины и иммунологии медицинского факультета Мангейм Университета Гейдельберга.

Индустриальным партнером по проекту является ООО «Инновационный центр «Бирюч – Новые технологии», он спроектирует и оснастит первый центр испытаний и исследований клеточных продуктов на своей площадке и предоставит его для выполнения работ последнего этапа.

Междисциплинарные исследования поддержаны Минобрнауки РФ и выполняются в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». (Соглашение № 14.575.21.0164 о предоставлении субсидии, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57517X0164). Результаты исследований ученые представят в конце 2019 года.