| Аннотация |
Восстановление тканей — это мегапроцесс, контролируемый в каждом из своих событий различными факторами роста и цитокинами, в которых первые составляют самую широкую и наиболее представительную популяцию растворимых мессенджеров .
Белки семейства костных морфогенетических белков (BMP) играют важную роль в развитии и регенерации различных тканей, включая кости, хрящи, мышцы, сосуды и другие. Эти белки участвуют в таких процессах, как формирование костей и хрящей, восстановление тканей после повреждений, а также в развитии органов, таких как почки, сердце и сосуды. Представители этого семейства активно участвуют в процессе регенерации костной ткани, минерализации костей и может влиять на восстановление других типов тканей.
В настоящее время морфогенетические белки активно исследуются для применения в регенеративной медицине. Их способность направлять рост и регенерацию костной, хрящевой, сосудистой тканей, а также тканей центральной нервной системы делает их перспективными биомолекулами для разработки терапевтических агентов. В биомедицинских применениях BMP могут использоваться как в свободной форме, так и в иммобилизованном состоянии на биоматериалах. Иммобилизация предпочтительнее, так как она позволяет формировать стабильные и контролируемые градиенты концентрации белка. В некоторых случаях, например, в системах направленной доставки лекарственных средств, может быть закреплён таким образом, чтобы выборочно высвобождаться в заданных количествах и в определённые моменты времени.
Эпидермальный фактор роста (EGF) — это полипептид из 53 аминокислот, первоначально выделенный из слюнных желез мышей. Открытие EGF было обусловлено его способностью стимулировать рост и дифференцировку эпителия при инъекции новорожденным мышам. Интерпретация этого открытия состояла в том, что экзогенное введение EGF перепрограммировало биологические события, хронологически установленные в определенных временных окнах. Биологическая активность EGF зависит от его связывания со специфическим рецептором клеточной мембраны, посредством которого он оказывает мощное митогенное действие на большинство эпителиальных тканей, фибробластов и эндотелиальных клеток. Взаимодействие EGF с рецептором запускает сложные биохимические процессы, которые в конечном итоге приводят к прогрессированию клеточного цикла и которые в некоторой степени отражают биохимические особенности трансформированных клеток. Следовательно, это вызвало беспокойство и разочарование по поводу растущих ожиданий относительно клинического использования полипептидных факторов роста в качестве «волшебных герметиков тканей». В конце концов, факторы роста накопили медицинские заслуги в области трудно поддающихся лечению и проблемных ран.
Несмотря на высокий потенциал применения BMP и EGF в клинической практике, в Российской Федерации отсутствует их промышленное производство. Научные исследования и разработка терапевтических стратегий зависят от импорта дорогостоящих рекомбинантных белков, что существенно увеличивает затраты и сроки выполнения работ. Дополнительной проблемой является вариабельность биологической активности BMP от различных зарубежных производителей, что затрудняет стандартизацию дозировок и воспроизводимость исследований. Стоит отметить высокую себестоимость и низкий выход EGF, получаемых в эукариотических экспрессионных системах. В связи с этим создание отечественных продуцентов BMP и EGF, а также технологий их очистки является стратегически важной задачей для развития регенеративной медицины и биофармацевтического производства в Российской Федерации.
Фибротические изменения органов ассоциированы с постепенным замещением функциональных тканей на соединительную, что ассоциировано с накоплением внеклеточного матрикса, потерей эластичности и хроническим воспалением. К наиболее часто встречающимся заболеваниям, ассоциированным с фибротической прогрессией, относят цирроз печени, идиопатический легочный фиброз (ИЛФ), фиброз миокарда, рубцевание кожи и т.д. Средняя выживаемость при ИЛФ составляет около 3-5 лет после постановки диагноза, а при фиброзе миокарда около 50% пациентов умирают в течение 5 лет. Нелетальные фибротические изменения значительно снижают качество жизни. Фиброз эндометрия матки негативно сказывается на репродуктивном здоровье женщин. Рубцевание кожи как следствие посттравматической регенерации особенно вследствие обширных ожогов снижает подвижность конечностей, увеличивает хрупкость кожных покровов и может приводить к тканевым разрывам. Современные методы лечения фиброза заключается в предотвращении синтеза коллагена и дифференцировки клеток в миофибробласты, применении противовоспалительных и антифибротических препаратов. Антифибротические препараты направлены на подавление активности представленных путей развития фиброза, все они имеют большой список побочных эффектов: нарушение работы кишечника, повреждение клеток печени и развитие сердечной недостаточности. Разработки в сфере клеточных технологий продемонстрировали перспективность мезенхимных клеток в качестве противофибротического терапевтического средства. Между тем, применение аллогенных или аутологичных клеток осложняется дороговизной получения и наработки первичных клеточных линий, а также проведения доклинических и клинических исследований. Тем не менее, секретом стромальных клеток также продемонстрировал высокую эффективность в качестве противофибротической терапии на различных моделях однако также и высокую вариабильность в зависимости от используемых клеточных источников и индивидуальных особенностей донора. Клеточный секретом представляет собой сочетание факторов роста и микровезикул, продуцируемых клеточными линиями. Для стандартизации секретома наиболее эффективно использовать постоянную клеточную линию, которую можно получить путем иммортализации. Необходим корректный подбор клеточной линии: наиболее эффективными характеристиками обладает секретом мезенхимных стволовых клеток, однако, именно эти клеточные линии чаще всего гибнут в процессе иммортализации. Для повышения эффективности и специфичности действия, а также стандартизации мажорных элементов секретом можно дополнительно оптимизировать за счет генетической модификации клеточной линии. В частности, можно внести конструкции, содержащие ингибиторы профибротических сигнальных каскадов, которые будут продуцироваться клетками. Далее, необходимо разработать опытную технологию для эффективного получения препаратов и провести тестирование их эффективности на моделированных фибротических поражениях различных органов: предлагается использовать верифицированные в лаборатории модели рубцевания кожи человека, фиброза легких и эндометрия.
|
