Исследователи сконструировали трехмерную модель рака молочной железы человека на основе скаффолда (так называют искусственно создаваемые из биоматериалов матрицы для клеток, структурно схожие с межклеточным веществом тканей человека и животных) из коллагена медуз Азовского моря, сообщили в пресс-службе ДГТУ.
Такие модели, состоящие из опухолевых и нормальных клеток конкретного пациента, которые вырастили на трехмерных каркасах, ученые называют наиболее перспективной экспериментальной моделью для изучения различных видов злокачественных новообразований и таргетного подбора лекарственной терапии. Исследование проходит по стратегическому проекту «Единое здоровье» программы развития вуза «Приоритет 2030».
На кафедре «Биоинженерия» ДГТУ уже несколько лет изучают коллаген медуз, обитающих в Азовском море. Исследователи пытаются найти экономически выгодный способ получения коллагена из медуз, изучить его биологические свойства и варианты применения в биомедицинских целях. По словам авторов разработки, коллаген медуз можно считать полноценным аналогом коллагена человека и животных, он отлично подходит для медицинских, косметических и исследовательских целей. К тому же это уникальный региональный продукт, который можно добывать и производить в Ростовской области, что решает задачу импортозамещения.
«В процессе работы над проектом мы смогли найти оригинальный и простой способ получения лиофилизированных скаффолдов из коллагена с заданной пористостью, что открывает интересные возможности отойти от таких относительно сложных методов создания трехмерных конструктов, как 3D-печать или электроспиннинг, — рассказал руководитель проекта, старший преподаватель кафедры «Биоинженерия» ДГТУ Сергей Головин. — Далее мы решили оценить возможность создания сложных 3D-моделей на основе разработанных скаффолдов из коллагена медуз. Для этого мы заселили в него фибробласты — нормальные клетки соединительной ткани здорового человека. На протяжении 5 дней фибробласты росли в скаффолде, сформировав некий аналог нормальной ткани. Затем в эту ткань были имплантированы сфероиды из клеток рака молочной железы человека из биобанка лаборатории клеточных технологий Национального медицинского исследовательского центра онкологии. В результате нам удалось воспроизвести процесс диссеминации опухолевых клеток — один из важнейших процессов в развитии злокачественных опухолей».
Эксперимент показал, что коллаген медуз Азовского моря позволяет длительно обеспечивать физиологичные условия для роста как нормальных, так и злокачественных клеток. Ученые уточняют, что он не уступает другим традиционным видам коллагена, например, из сухожилий, рогов, кожи животных, получение которых требует гораздо больше технологических процессов, реагентов и финансовых затрат. При этом медузы представляют собой бесплатное сырье, которого в Азовском море аномально много. По рекомендациям Министерства сельского хозяйства, для решения экологической проблемы в бассейне Азовского моря (интенсивное размножением медуз наносит серьезный ущерб рыбному хозяйству) необходимо ежегодно отлавливать более 900 тысяч тонн медуз.
У ДГТУ уже есть промышленные партнеры, заинтересованные в производстве продуктов с коллагеном медуз. Помимо прикладных и производственных задач, ученые планируют применить свои разработки и в исследованиях.
«Современные методы терапии в онкологии движутся в сторону персонализации. Когда врач начинает терапию у конкретного пациента, иногда очень сложно предсказать ее индивидуальную эффективность. К сожалению, существуют виды рака, при которых пациенты умирают еще до окончания первого курса химиотерапии. Поэтому сейчас активно разрабатываются таргетные модели опухолей, которые можно быстро воспроизвести в лабораторных условиях из клеток конкретного пациента и с их помощью тестировать чувствительность опухоли к химиотерапии, подбирая наиболее эффективные варианты», — отметила заведующий кафедрой «Биоинженерия» ДГТУ, профессор Евгения Кириченко.
По ее словам, одними из самых злокачественных видов опухолевых заболеваний являются глиомы. В результате многолетних исследований ученым удалось выяснить, что в глиальных опухолях значительно увеличивается количество щелевых контактов.
«Мы предполагаем, что эти контакты играют важную роль в развитии глиомы, и их блокирование, возможно, позволит открыть новые подходы к терапии опухоли, которая на сегодня является неизлечимой. Для этого мы планируем использовать моноклональные антитела, но для отработки этой технологии необходимо создать адекватную физиологичную модель глиомы, с которой будет удобно работать в лаборатории. Обычные 2D-культуры клеток, классически используемые в процессе исследований, для этих целей не подходят, поэтому мы хотим применить трехмерные сложные модели на основе коллагеновых скаффолдов, и коллаген медуз Азовского моря идеально подходит для этих целей», — заключила профессор.
