CC BY
21
медицине. Однако такие изделия не лишены недостатков. Так гидрогелевые материалы либо имеют довольно низкие значения модуля упругости, либо, в случае большого количества сшивок, становятся хрупкими и не позволяют клеткам закрепляться и проникать внутрь материала. В свою очередь пористые полимерные материалы способствуют закреплению и пролиферации клеток и могут обладать различной, требуемой жесткостью, но неспособны к in situ моделированию, например, при костно-пластических операциях или в торакальной хирургии.
В работе предложено использование композиционных материалов из хорошо зарекомендовавших себя пористых микрочастиц полилактида [1] и гидрогелей хитозана [2]. Сочетание этих материалов позволяет нивелировать минусы описанные выше. Пористые частицы получали методом сублимационной сушки замороженной суспензии полилактида 1,4-диоксане. Средний диаметр частиц составил 80 мкм, средний размер пор — 10 мкм. В качестве сшивателей для гидрогелей использовали глутаровый альдегид и генипин. Установлено, что для данных материалов наиболее перспективным является генипин, в виду его химической инертности по отношению к наполнителю и, по данным литературы, меньшей токсичностью по сравнению с глутаровым альдегидом.
Наполнение гидрогелей хитозана пористыми микрочастицами приводит к заметному увеличению модуля упругости материалов и переходу от эластичного к упругому поведению композиционных материалов. В зависимости от количества наполнителя можно изменять модуль упругости материалов вплоть до ~1 МПа, при наполнении 20 масс.%, что на два порядка выше по сравнению с ненаполненными гидрогелями. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ (МК-4935.2022.1.3, соглашение № 075-15-2022-421).
Литература:
1. Vasilyev A.V., Kuznetsova V.S., Bukharova T.B. et al. Polymers.
2021. V. 13, № 22. P. 3974.
2. Vasilyev A.V., Kuznetsova V.S., Bukharova T.B. et al. Molecules.
2021. V. 26, № 2. P. 261.
ВЫСОКОПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СОПОЛИМЕРОВ ПОЛИЛАКТИДА И ПОЛИКАПРОЛАКТОНА С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ
Ю.Д. Загоскин1, А.А. Захаревич1,
Ю.С. Фомина1, С.Н. Чвалун1, 2, М.М. Алексанян3,
С.А. Макаров3, Т.Е. Григорьев1
1 ФГБУ НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия
2 ФГБУН Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва, Россия
3 ФГБНУ Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: высокопористые материалы, губчатые изделия, полилактид, поликапролактон, память формы, имплантаты.
В области регенеративной медицины одной из важных задач является создание искусственного природоподоб-ного матрикса. Биосовместимые полимерные губчатые материалы все больше привлекают интерес ввиду наиболее близкой архитектуры к эталонным децеллюлизиро-ванным матриксам. Кроме того, высокопористые изделия на основе лактидов и лактонов успешно зарекомендовали
себя в качестве объемных заместительных имплантатов, в частности в легочной хирургии [1]. Варьированием состава и концентрации полимеров в исходном растворе можно получать материалы различной пористости (до 98 об.%) и с различными значениями модуля упругости в диапазоне от 100 кПа до 10 МПа.
В работе в качестве полимерной основы губчатых изделий предложен сополимер полилактид-со-капролактон состава 70/30 с молекулярной массой 230 кДа. Сополимер такого состава обладает температурой стеклования близкой к температуре тела человека, что позволяет переходить изделиям на его основе из временной в постоянную форму после имплантации. Это свойство, в свою очередь, открывает большие перспективы в области заместительной терапии, ввиду возможности имплантации изделий через небольшие малоинва-зивные хирургические разрезы.
Полученные в работе губчатые материалы способны полностью восстанавливать свою форму после предварительной деформации на сжатие в два раза от первоначальных размеров.
Литература:
1. Васильева И.А., Севастьянов В.И., Токаев К.В., и др. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2021. Т. 23. № 1. С. 49-59.
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЫ НА ОСНОВЕ ОРГАНОРАСТВОРИМОГО ХИТОЗАНА
А.А. Захаревич, Т.Е. Григорьев
НИЦ Курчатовский институт, Москва, Россия e-mail: [email protected]
Ключевые слова: химическая модификация хитозана, ор-ганорастворимый хитозан, полимеры для регенеративной медицины.
Хитозан представляет собой частично деацетили-рованное производное хитина. Уникальные свойства хитозана обусловлены наличием в его цепи свободных аминогрупп, которых нет в молекуле хитина. Благодаря способности первичных аминогрупп к протонированию при значениях рН ниже 6,3-6,5, хитозан растворим в разбавленных кислотах [1]. Кроме того, аминогруппы определяют такие биологические эффекты хитозана, как антимикробная, противовоспалительная и фунгицидная активность и являются сайтом воздействия химических агентов при модификации полимера. Все эти свойства позволяют получать материалы различной морфологии на основе хитозана и объясняют популярность полимера в регенеративной медицине и тканевой инженерии.
Однако некоторые методы получения материалов медицинского назначения, например, электроформование, требуют использования органических растворителей, в которых хитозан нерастворим. На растворимость этого биополимера в органических средах можно повлиять путем химической модификации, что существенно расширит сферу его применения. Одним из наиболее эффективных способов получения органорастворимых производных хитозана является O-ацилирование по С6-0Н-группе. Для проведения данной реакции можно использовать как ангидриды, так и хлорангидриды органических кислот [2].
В данной работе была проведена модификация хи-тозана с использованием бутирилхлорида, поскольку
производные масляной кислоты — бутираты — находят широкое применение в медицине. Так как наряду с ги-дроксильными группами в реакцию ацилирования вступают и первичные аминогруппы [3], простым и изящным решением стало использование фталимидной защиты аминогрупп. Полученный 6-0-бутирилхитозан хорошо растворим в сильнополярном органическом растворителе диметилсульфоксиде (ДМСО). Из раствора в ДМСО были получены пористые и волокнистые материалы на основе бутирилхитозана. После модификации в цепи полимера сохраняются первичные аминогруппы, что определяет его повышенную биосовместимость и биологическую активность, а растворимость в органических средах открывает новые возможности применения полимера в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Работа выполнена при поддержке госзадания НИЦ «Курчатовский институт».
Литература:
1. Kumar G., Bristow J.F. et al. Polymer. 2000. Vol. 41. N. 6. PP.
2157-2168.
2. Nabel A.N., Hefni H.H. et al. Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol.
157. P. 681-702.
3. Wenqian W., Qiuyu M. et al. Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21. P. 487.
КЛЕТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИССЛЕДОВАНИИ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ СЕМЕЙНОЙ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИИ
И.С. Захарова1, А.И. Шевченко1, Н.А. Тмоян2, Е.А. Елисафенко1, Е.С. Зубкова2, А.А. Слепцов3, М.С. Назаренко3, Н.В. Желтышева1, М.В. Ежов2, В.В. Кухарчук2, Е.В. Парфёнова2, С.М. Закиян1
1 ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Россия
2 НМИЦ кардиологии им. академика Е.И. Чазова, Москва, Россия
3 Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН, Томск, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: клеточные модели заболеваний, семейная гиперхолестеринемия, индуцированные плюрипотент-ные стволовые клетки, дифференцированные производные, эндотелиоциты, гепатоциты, органоиды.
Семейная гиперхолестеринемия (СГХС) является серьезной проблемой мирового общественного здравоохранения [1]. Данное моногенное наследственное заболевание является одной из причин атеросклероза, лежащего в основе сердечно-сосудистых патологий, которые продолжают оставаться лидирующими причинами смерти людей во всем мире. В основе большинства случаев заболевания — патологические варианты в гене рецептора липопротеинов низкой плотности LDLR.
До сих пор в мире не существует клеточных моделей СГХС, отражающих комплекс взаимодействий разных клеточных типов, вовлеченных в проявление заболевания. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) пациентов дают возможность получать дифференцированные клеточные производные малоинвазив-ным методом. Существует менее десятка 2 D-моделей, представленных только одним типом клеток, вовлеченных в заболевание, — гепатоцит-подобными клетками. Однако такие дифференцированные производные функционально являются незрелыми — паттерн их генной
экспрессии напоминает клетки эмбриональной печени. В то время как 3й-васкуляризированные органоиды с ге-патоцитами-производными ИПСК напоминают зрелые гепатоциты.
В результате репрограммирования мононуклеарных клеток крови трех пациентов, являющихся компаундны-ми гетерозиготами по патологическим аллельным вариантам гена LDLR, получены ИПСК, демонстрирующие свойства плюрипотентности и нормальный кариотип [24]. Наличие аллельных вариантов в ИПСК подтверждено секвенированием по Сенгеру. Из ИПСК пациентов с СГХС путем направленной дифференцировки получены три типа дифференцированных производных: гепатоцит-по-добные клетки, эндотелиоциты и мезенхимные стромаль-ные клетки (МСК) с подтверждением наличия характерных маркеров для каждого типа клеток. Эндотелиальные и МСК-производные получены для пациентов с СГХС впервые. Дифференцированные производные имеют сниженную способность поглощать ЛПНП, что является функциональным подтверждением воспроизведения патологического фенотипа заболевания.
В результате объединения трех типов полученных дифференцированных производных впервые получены васкуляризированные гепато-органоиды пациентов с СГХС, которые станут основой для разработки подходов к более эффективной терапии СГХС и атеросклероза. Работа поддержана грантом РНФ № 21-15-00065.
Литература:
1. Semenova A.E., Sergienko I.V., Garcia-Giustiniani D. et al. J. Car-diovasc Dev. Dis. 2020. V. 7. № 2. P. 16.
2. Zakharova I.S., Shevchenko A.I., Tmoyan N.A. et al. Stem Cell Res. 2022. V. 60. Art. № 102703.
3. Zakharova I .S., Shevchenko A.I., Tmoyan N.A. et al. Stem Cell Res. 2022. V. 60. Art. № 102702.
4. Zakharova I.S., Shevchenko A.I., Tmoyan N.A. et al. Stem Cell Res. 2022. V. 59. Art. № 102653.
ИЗОЛИКВИРИТИГЕНИН ПРЕПЯТСТВУЕТ ГИБЕЛИ ПЕРВИЧНОЙ НЕЙРОГЛИАЛЬНОЙ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ ГЛУТАМАТНОЙ ЭКСАЙТОТОКСИЧНОСТИ
А.Е. Згодова1, 2, С.И. Павлова3, А.А. Некрасова1, Д.П. Бояркин1, А.М. Сурин1, 4, З.В. Бакаева1, 5
1 НМИЦ здоровья детей, Москва, Россия
2 Первый МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет), Москва, Россия
3 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары, Россия
4 НИИ общей патологии и патофизиологии, Москва, Россия
5 Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова, Элиста, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: изоликвиритигенин, глутаматная эксайто-токсичность, кальциевый гомеостаз, митохондриальный потенциал, митохондриальное и немитохондриальное дыхание.
Глутамат (Глу) является важным эндогенным нейро-трансмиттером в ЦНС млекопитающих, однако в высоких концентрациях вовлечен в развитие многих острых и хронических патологий головного мозга. При токсическом действии Глу в нейронах развивается отсроченная кальциевая дизрегуляция (ОКД) и синхронная с ней мито-хондриальная деполяризация. Изоликвиритигенин (ИЛГ)
