Тест-система на основе шпината сократит количество испытаний лекарств на животных

Ученые Международного научного центра SCAMT Университета ИТМО разработали тест-систему для мониторинга свойств лекарственных нанопрепаратов. Разработка на основе листьев растений поможет значительно сократить количество испытаний на животных. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters.

Для эффективной проверки нанофармацевтических препаратов необходима сложная тест-система. Она должна быть максимально похожа на часть организма — например, на сосудистую систему, — и быть доступной для наблюдений за действием вещества. Платформы на основе клеточных и тканевых структур не отражают всю сложность живого организма. Другой вариант — использование микрофлюидических чипов, где в пленке материала продавливают каналы для имитации сосудистой системы. Но такие чипы далеки от реальных биологических объектов по составу и физических параметрам, к тому же требуют долгой и дорогостоящей подготовки и могут искажать результаты исследований.

«Несмотря на перспективность нанофармацевтики, большое количество публикаций и доклинических исследований, до сих пор недостаточно результатов, показывающих массовую трансляцию препаратов в реальную практику. Запрос на разработку тест-систем, имитирующих проведение испытаний в живых организмах, сегодня крайне высок. Любая попытка переместиться на новые модели приближает нас к прорыву и помогает сократить огромное число лабораторных животных», — объясняет соавтор статьи, профессор химико-биологического кластера ИТМО Владимир Виноградов.

Ученые ИТМО учли все недостатки привычных моделей и разработали тест-систему на основе листа шпината. Каркас устройства — проводящая сеть листа, из которой удалены все клеточные компоненты, кроме самих стенок. Платформа полностью состоит из целлюлозы — вещества, придающего растительным тканям большую механическую прочность и устойчивость формы по сравнению с животными. А так как полученная система совпадает по диаметру и разветвлению с артериолами и капиллярами мозга человека, ее можно использовать для тестирования как традиционных, так и нанофармацевтических препаратов.

Тест-систему уже испытали в качестве модели тромбоза. В тестовые сосуды платформы ученые поместили модельный тромб, а затем с помощью магнитного поля они направили в закупоренную зону наночастицы с лекарственным препаратом, активизирующим растворение сгустка. Им удалось успешно избавиться от тромба и продемонстрировать эффективность платформы.

В дальнейшем ученые планируют заселить целлюлозные каркасы человеческими клетками, чтобы тест-система стала еще более правдоподобной имитацией человеческих сосудов.

«Нам важно привлечь внимание научного сообщества к нерациональному использованию лабораторных животных. Сейчас достаточно протестировать новое соединение на клетках и сразу запускать тесты на живых существах. Я считаю, что это неправильно. Нужен промежуточный этап, который отправит многие компоненты на доработку и сохранит жизнь многим животным. Возможно, каркасы из растений как раз и станут этим шагом», — заключила Александра Предеина, соавтор статьи, сотрудник факультета биотехнологий ИТМО.

Исследование реализовано при поддержке Российского научного фонда. Его результаты опубликованы в журнале Nano Letters.

• #Медицина