Наночастицы-«рюкзаки» восстанавливают повреждённые стволовые клетки
Стволовые клетки из пуповинной крови новорождённых можно использовать для борьбы с такими заболеваниями, как лимфома и лейкемия. Однако при гестационном диабете (6–15% беременностей) эти клетки повреждаются и становятся непригодными для хранения и использования.
Исследование, опубликованное в Communications Biology, показало, что биоинженеры из Университета Нотр-Дам разработали стратегию восстановления таких повреждённых клеток, позволяя им снова формировать новые ткани.
Суть метода
В основе подхода — специально сконструированные наночастицы диаметром 150 нанометров (примерно четверть размера эритроцита). Каждая сферическая наночастица:
- Может хранить лекарство.
- Прикрепляется непосредственно к поверхности стволовой клетки, доставляя препарат точно к цели.
- Благодаря особой «настройке» состава медленно высвобождает лекарство, что делает его высокоэффективным даже при очень низких дозах.
Донни Ханджая-Путра, руководитель исследования, сравнил процесс: «Каждая стволовая клетка — как солдат. Но наши «солдаты» ранены и слабы. Снабдив их этим наночастичным «рюкзаком», мы даём им то, что нужно для эффективной работы».
Результаты испытаний
Основным тестом было формирование новых тканей. Повреждённые клетки без «рюкзаков» двигались медленно и образовывали несовершенные ткани. После применения наночастиц те же клетки начали формировать новые кровеносные сосуды:
- В синтетических полимерах.
- При имплантации под кожу лабораторным мышам.
Оба условия моделировали среду человеческого организма.
Преимущества и перспективы
Метод имеет более ясный путь к клиническому применению, чем альтернативы:
- Инъекции лекарств в кровоток несут нежелательные риски и побочные эффекты.
- Новые методы (например, редактирование генов) требуют долгого пути к одобрению FDA.
- В данной работе использовались только методы и материалы, уже одобренные FDA для клинического применения.
Исследователи надеются, что подход можно будет использовать для восстановления клеток, повреждённых другими осложнениями беременности (например, преэклампсией). В будущем это может позволить не утилизировать такие клетки, а «омолаживать» их для регенерации тканей, улучшая, например, развитие лёгких у недоношенных детей.
Исследование стало результатом междисциплинарного сотрудничества специалистов в области химической инженерии, машиностроения, биологии и медицины.