Специалисты Института регенеративной медицины Сеченовского Университета Минздрава России разработали прототип "кожи-на-чипе", заселенной характерными для микробиома бактериями. Новая модель позволит испытывать препараты от дерматологических заболеваний с учетом влияния микробиома на компоненты лекарств, а также изучать механизмы развития болезней кожи.
С теми или иными заболеваниями кожи ежегодно сталкиваются миллионы россиян. Несмотря на активные исследования в области причин развития таких болезней и поиска способов их лечения, до клинического применения доходит лишь небольшое число новых препаратов. Одна из причин этого — сложность их разработки, связанная в том числе с недостаточно точными моделями кожи для проверки эффективности. В частности, в существующих моделях не воссоздается микробиом кожи, включающий множество бактерий, вирусов и грибов. При этом микроорганизмы в значительной степени влияют на метаболизм и эффективность наносимых на кожу субстанций, поэтому активность микробиома необходимо учитывать при создании новых средств.
"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 дизайн-центра "Биофабрика"
Сеченовского Университета Полина Бикмулина, руководитель проекта.
Чтобы сформировать модель, максимально приближенную к
реальности, ученые Сеченовского Университета создали прототип
"кожи-на-чипе". Основой модели послужила коллагеновая мембрана,
заселенная кератиноцитами — самыми многочисленными клетками эпидермиса, и фибробластами
- основными клетками дермы. На верхней ее части обитают характерные для
микробиома бактерии. Мембрана располгается в микрофлюидном чипе, который
обеспечивает клетки и бактерии необходимыми питательными веществами. С самого
начала "кожа" и микробиом культивируются вместе, образуя единую
систему.
Сейчас ученые тестируют реакцию разработанной модели на
стандартные лекарственные вещества — необходимо убедиться, что она
действительно ведет себя, как настоящая кожа. После этого можно будет перейти к
испытаниям и других препаратов.
"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.
Продолжением работы станет моделирование и других тканей и органов "на чипе": микрофлюидные технологии открывают широкие возможности для поддержания жизнеспособности клеток. Так, сейчас в лаборатории прикладной микрофлюидики ИРМ ведется проект по созданию печени-на-чипе для детального анализа взаимодействия различных типов клеток.
Фото: ZEISS Microscopy, flickr.com
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.