В Сеченовском Университете разработали прототип “кожи-на-чипе” с естественным микробиомом

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