Учёные из России разработали дешевый метод ускорения процесса роста клеток в пробирке, используя наночастицы из оксида церия. Это поможет развитию терапевтических методик на базе стволовых клеток, говорится в статье, опубликованной в журнале Materials Science and Engineering C.
"При выращивании клеток вне организма создаются неоптимальные условия. В условиях in vitro повышен уровень кислорода по сравнению с условиями in vivo, что сказывается на метаболизме клеток. В частности, у них развивается окислительный стресс. Добавление наночастиц оксида церия снижает уровень окислительного стресса, тем самым имитируя нормальные условия роста в организме. Культура стволовых клеток начинает быстрее расти", — объясняет Антон Попов из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино, чьи слова приводит пресс-служба заведения.
За последние годы ученые разработали несколько методик выращивания эмбриональных стволовых клеток и превращения "взрослых" тканей в эмбриональные аналоги, перепрограммируя их при помощи генной терапии. Некоторые такие культуры уже нашли применение в экспериментальной медицине, однако их использованию мешают два момента – ненулевая опасность превращения таких клеток в раковую опухоль и сложности с размножением стволовых клеток вне организма.
Попов и его коллеги давно изучают свойства наночастиц диоксида церия и их влияние на работу клеток и всего организма животных и человека в целом. В прошлом году его команда показала, что особым образом "упакованные" наночастицы защищают клетки от смертельных доз радиации, предотвращая накопление в них химически агрессивных молекул.
Опыты показали, что примерно половина мышей, в чей организм ввели оксид церия, пережила смертельную дозу излучения. Эти наночастицы, как объясняют ученые, работают благодаря тому, что могут проникать через мембрану клеток, накапливаться в отдельных органеллах внутри них и вылавливать агрессивные молекулы благодаря наличию дефектов в кристаллической решетке наночастиц, к которым присоединяются кислород и прочие окислители.
Это открытие натолкнуло биологов из ИТЭБ и других российских исследовательских учреждений на мысль, что те же самые наночастицы можно использовать и для защиты клеток в других условиях, когда в них или в их питательной среде накапливается множество оксидантов.
Для проверки этой идеи ученые извлекли из зародышей мышей стволовые клетки и вырастили из них культуры фибробластов, заготовок соединительной ткани, после чего часть из них была насыщена наночастицами оксида церия, покрытыми специальной органической оболочкой.
Как показали эти опыты, даже в условиях небольшого присутствия наночастиц концентрация агрессивных молекул в питательной среде заметно упала, что ускорило деление фибробластов. Что интересно, при достижении некоторого уровня концентрации наночастицы удаляют слишком много оксидантов из питательной среды и клеток, в результате чего рост последних не ускоряется, а замедляется.
"Перспективно делать специальные подложки с этими наночастицами для эффективного размножения стволовых клеток. Также можно имплантаты покрывать пленками с этими наночастицами, чтобы быстрее приживались в организме", — заключает Попов.
Изображение заголовка: © Fotolia/ Minerva Studio
