Ученые замыслили создать банк «искусственных частей» для пациентов

Специалистам РУДН удалось так заморозить искусственно созданный полимерный матрикс со стволовыми клетками, что после разморозки он сохранил биоактивность, а при трансплантации животным запустились процессы регенерации в окружающих имплантат тканях, пишут «Известия».

Разработанная методика криоконсервации (глубокой заморозки биоматериалов в жидком азоте при температуре от –150℃ до –169℃) искусственных органов позволяет их хранить неограниченно долгое время. Первые эксперименты показали, что при сверхнизких температурах целостность и функции тканеинженерной конструкции сохраняются. 

Ученые пояснили, что в настоящее время используется только криоконсервация простых и небольших по размеру частей организма: яйцеклетки, спермы, кусочков тканей. Добиться сохранения большого объекта не удается из-за того, что невозможно обеспечить быстрое и равномерное проникновение криопротекторов (веществ, защищающих живые клетки от повреждения при заморозке) во все части органа. «Самое крупное, что пока удавалось криоконсервировать, — это небольшая почка кролика. У нас получилось в экспериментах в лаборатории и на животных доказать, что возможно сохранять и более крупные объекты», — пояснила Ирина Арутюнян, заведующая лабораторией клеточных технологий и тканевой инженерии РУДН. 

Ученые провели эксперимент, поместив стволовые клетки человека в структуру из трехмерного матрикса, выполненного из биосовместимого полимера полилактогликолида. Эти конструкции охлаждали до температуры жидкого азота и хранили разное время. После размораживания изучили их свойства в сравнении с исходными контрольными образцами. Испытания показали, что искусственная ткань сохранила свои основные характеристики. Клетки конструкции после разморозки и только что полученные мигрировали в окружающие имплантат ткани и запускали процесс восстановления. Сохранить жизнеспособность и биоактивность клеток, по мнению ученых, удалось благодаря точно подобранному составу криопротекторной среды и контролю скорости изменения температуры после размораживания.

В современной регенеративной медицине трансплантация тканеинженерных конструкций считается перспективным направлением. Сами конструкции для замещения поврежденной ткани органа человека создаются в лаборатории, но хранятся они очень короткий срок, что ограничивает их применение. Предложенный в РУДН способ криоконсервации искусственных конструкций поможет решить эту проблему, считают разработчики. «Мы стоим на пороге нового этапа развития данного направления биомедицины, когда высокотехнологичные клеточные продукты, созданные в передовых научных центрах, могут быть доставлены пациенту, который находится в другой точке мира», — сказала Ирина Арутюнян.

Технологию, предложенную в РУДН, можно использовать для хранения заранее приготовленных клеток для их последующей имплантации. По словам авторов методики, на следующих этапах исследования специалисты займутся заморозкой  элементов организма наиболее востребованных  в медицине.

В феврале 2024 года Александр Максимов, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, обосновал, почему считает возможным использование наноразмерных молекулярных роботов для сохранения жизненных функций человека, подвергшегося заморозке.