Разработка очень перспективна в плане испытания лекарств, поскольку у исследователей отпадает необходимость проводить тесты на животных и людях.
Основа деятельности лаборатории биосовместимых матриксов и тканевой инженерии Курчатовского комплекса НБИКС-технологий — фундаментальные исследования биологии кожи и особенностей ее регенерации. В частности, здесь занимаются оценкой влияния различных факторов на развитие кожи и волос, а также на их способность к восстановлению.
Как рассказала «Известиям» сотрудница этой лаборатории Юлия Чикиткина, в рамках исследований создаются как двумерные, так и трехмерные модели кожи.
Если говорить о формате 2D, то это клетки эпидермиса — кератиноциты, или дермы (внутреннего слоя кожи) — фибробласты, выращенные в монослое на жесткой основе. А к объемным (3D) моделям относятся искусственные эквиваленты кожи, включающие несколько слоев клеток и формирующие определенную пространственную структуру, — отметила Юлия Чикиткина. — В состав 3D-эквивалента могут входить различные типы клеток, соответствующие различным «отделам» кожи. Всего их три: подкожно-жировая клетчатка, дерма и эпидермис. В нашей лаборатории мы работаем с двухкомпонентными эквивалентами кожи человека, включающими аналоги дермы и эпидермиса.
Процесс выращивания кожи происходит следующим образом: сначала из эпидермиса лабораторных животных или человека выделяются кератиноциты. Для этого, как правило, используются фрагменты кожи, оставшиеся после различных хирургических операций (например, в пластической хирургии). Затем донорские клетки высевают на специальную подложку — полимерный матрикс различного состава и структуры. Такие «заготовки» помещают в чашки Петри и инкубируют при 37°C в течение полутора-двух недель. Этого времени, как правило, достаточно для формирования функционального эквивалента кожи, моделирующего многие аспекты ее физиологии.
Выращенные тканевые модели перспективны с точки зрения их применения для лечения обширных ожоговых повреждений.
Внешне эта «кожа» очень похожа на натуральную и реагирует на различные воздействия схожим образом, несмотря на то что это искусственная ткань, выращенная «в пробирке» (in vitro). Особенно, если она выращена из клеток самого пациента и не вызывает иммунного ответа, — рассказала Юлия Чикиткина.
Разрабатываемые учеными Курчатовского института модели кожи могут использоваться для доклинических испытаний различных лекарственных препаратов.
Еще одно преимущество искусственных аналогов нативной кожи человека — это возможность разработки модели, наиболее полно отвечающей требованиям испытаний определенного фармацевтического препарата. С использованием этой методики также возможно моделировать «в пробирке» различные кожные заболевания — например, псориаз, осложнения диабета и многие другие.
Выращивание тканей и органов in vitro — очень перспективное направление науки, сказал доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета Евгений Плотников.
При доработке технологии это позволит практически неограниченно проводить эксперимент, стандартизировать его или менять его параметры под конкретные задачи, — отметил Евгений Плотников. — Получение стабильных образцов кожи имеет перспективы в лечении ожогов, обширных ран — в общем, спектр применения данной технологии весьма широк.
В России законодательная база тестирования биологической активности препаратов не на животных, а на искусственных моделях тканей и органов (включая и кожу) пока не проработана. Но ученые полагают, что за этим направлением современной биомедицины – большое будущее.
