В Института регенеративной медицины Сеченовского Университета ученые создали модель «кожи-на-чипе», разместив в ней бактерии, которые обитают на обычной коже человека. Применение этой технологии позволит испытывать действие новых лекарств и изучать возникновение различных кожных заболеваний, сообщает пресс-служба университета.
Ученые рассказали, что отсутствие образцов, по своему составу и качеству приближенных к естественной человеческой коже, сдерживает возможности проводить полноценные исследования для получения точных результатов о действии новых лекарств. Многочисленные работы в сфере кожных заболеваний достаточно редко приводят к появлению новых препаратов. Специалисты объясняют, что одна из причин этого — недостаточная точность используемых моделей кожи. В используемых сейчас моделях не учитывается микробиом кожи, который состоит из множества бактерий, вирусов и грибов. Эти микроорганизмы играют важную роль в обменных процессах и влияют на эффективность веществ, наносимых на кожу. Поэтому при разработке новых средств необходимо учитывать активность микробиома.
«Микроорганизмы взаимодействуют с компонентами препаратов, могут их разлагать, что-то задерживать на поверхности кожи, что-то переносить в более глубокие слои. Эти факторы необходимо учитывать и при разработке новых терапевтических соединений, и при подборе вспомогательных компонентов», — пояснила руководитель проекта Полина Бикмулина, руководиетль дизайн-центра «Биофабрика» Сеченовского Университета
Для создания модели, которая максимально соответствует реальности, исследователи из Сеченовского университета разработали прототип «кожи-на-чипе». В основе модели лежит коллагеновая мембрана, которую заселяют кератиноцитами — самыми распространёнными клетками эпидермиса, и фибробластами — основными клетками дермы. На поверхности мембраны обитают бактерии, характерные для микробиома. Мембрана помещена в микрофлюидный чип, который обеспечивает клетки и бактерии необходимыми питательными веществами. С самого начала «кожа» и микробиом как единая система. Исследования проводятся в рамках проекта, который финансируется грантом Российского научного фонда.
В настоящее время исследователи проверяют, как созданная модель реагирует на стандартные препараты. Необходимо удостовериться, что её функционирование соответствует поведению настоящей кожи. После этого можно будет перейти к испытаниям других лекарств. «В дальнейшем модель можно будет использовать не только для тестирования препаратов, но и для изучения механизмов развития кожных заболеваний, например, акне. Бактериальный консорциум играет в патогенезе важную роль, и модель позволит выяснить, какие бактерии более важны, какие — менее, и как они взаимодействуют между собой, чтобы поддерживать здоровый микробиом», — отметила Полина Бикмулина.
Планируется также создать аналогичные модели «на чипе» для других тканей и органов. Микрофлюидные технологии открывают широкие горизонты для поддержания жизнеспособности клеток. Например, в лаборатории прикладной микрофлюидики Института регенеративной медицины сейчас разрабатывается проект по созданию «печени на чипе», чтобы изучать и анализировать, как взаимодействуют клетки. Этот проект позволит детально изучить взаимодействие различных типов клеток.
Над созданием «мозга на чипе» работают ученые Нижегородского университета фундаментальной медицины.Для создания искусственного мозга используются пока тканиживотных. В перспективе исследователи планируют применять для этого стволовые клетки человека, что даст возможность тестировать новые лекарственные препараты и подбирать индивидуальную терапию для пациентов с заболеваниями центральной нервной системы.
Ранее сообщалось, что сотрудники ИТМО разрабатывают платформу Bioframework для внедрения «лабораторий на чипе» в производство. Она поможет ускорить, автоматизировать и оцифровать биотехнологические процессы на основе микрофлюидного устройства.
Материал подготовлен с использованием пресс-релиза Сеченовского университета.
Фото: iStock.com.
