Ученые Сеченовского университета совместно с коллегами разработали новый способ создания хрящей на основе клеток пациента, которые благодаря уникальной технологии повторяют физиологические и анатомические свойства натурального хряща, и начали проводить его испытания на животных. Об этом в понедельник сообщила один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского университета Настасья Кошелева.
«Хрящ, в том числе коленный, сложным образом соединен с костью и напрямую от нее зависит. Чтобы воспроизвести так называемое остеохондральное соединение, мы берем клетки пациента, из них выращиваем в лаборатории сфероиды, то есть агломерат клеток с устоявшимися контактами и пресинтезированным внеклеточным матриксом, и совмещаем их с биополимерами. Далее из этого материала печатаем на биопринтере хрящ, задавая и варьируя плотность и прочность будущей ткани», — отметила собеседница агентства.
«Примечательно, что наши сфероиды размером всего 150-200 микрон (микрометров), что позволяет клеткам лучше взаимодействовать друг с другом, не теряя жизнеспособности. Существующие аналоги используют лишь крупные сфероиды — свыше 500 микрон диаметром, которые неоднородны, и клетки внутри часто погибают от нехватки кислорода в крупном агломерате. Аналогов совмещения сфероидов, биополимеров и биопечати для создания хрящевой ткани в мире нет», — пояснила соавтор исследования.
Суставы человека крайне подвержены заболеваниям, прежде всего, остеохондрозам, остеортрозам, когда хрящ истощается и разрушается. А также легко травмируются при падениях или высокой физической нагрузке. И хотя исследования в области создания искусственных хрящей ведутся давно, но получить синтетический аналог с полностью нужными свойствами пока не удалось. Например, выращенные в пробирке хрящи имеют рыхлую структуру. Но самый важный недостаток — у всех искусственных аналогов не формируется остеохондральное соединение между хрящом и костью, а значит, сустав не сможет выполнять своих функций в полном объеме.
Группа ученых из Сеченовского университета совместно с коллегами из Институтов Фотонных технологий и Химической физики РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова предложила для создания искусственных хрящей брать не просто отдельные клетки пациента, а клеточные сфероиды — агломераты клеток пациента, которые уже образовали межклеточные связи и матрикс, по сути готовые микроткани для сборки полноценной ткани. Готовые хрящи ученые получают с помощью двух способов: либо печатают на биопринтере полимерную конструкцию, которую затем заполняют сфероидами, либо сразу соединяют сфероиды с полимерами и готовый материал отправляют в биопринтер.
В дальнейшем ученые намерены усовершенствовать свою технологию и перейти к доклиническим испытаниям на клетках человека. Для этого команда Сеченовского университета подала заявку на мегагрант и планирует привлечь для работы в своем университете одного из крупнейших в мире специалистов в области терапии коленных суставов.