Группа ученых Международного научного центра SCAMT при Национальном исследовательском университете ИТМО разработали тест-систему на основе листьев растений для мониторинга свойств лекарственных нанопрепаратов. Отмечается, что разработка поможет значительно сократить количество испытаний на животных.
Более двух лет назад Александра Предеина, тогда студентка первого курса магистратуры, обратилась к руководителю SCAMT Владимиру Виноградову с желанием сделать научный проект с уклоном в Art&Science. Два с половиной года работы претворились в жизнь ― так появилась уникальная тест-система для анализа свойств нанофармацевтических препаратов, способная значительно уменьшить количество тестов на животных.
Существующие в настоящее время платформы на основе клеточных и тканевых структур не способны представить всю сложность живого организма. Для этих целей также используют микрофлюидические чипы. Однако по составу и физических параметрам они далеки от реальных биологических объектов, требуют долгой и дорогостоящей подготовки и могут искажать результаты исследований.
С учетом недостатков традиционных моделей ученые 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.
Полученная система совпадает по диаметру и разветвлению с артериолами и капиллярами мозга человека, что позволяет использовать ее для тестирования как традиционных, так и нанофармацевтических препаратов.
Разработанная учеными тест-система была испытана в качестве модели тромбоза. В тестовые сосуды платформы ученые поместили модельный тромб. Затем с помощью магнитного поля они направили в закупоренную зону наночастицы с лекарственным препаратом, активизирующим растворение сгустка. Так им удалось успешно избавиться от тромба и продемонстрировать эффективность платформы.
«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», – комментирует Александра Предеина, соавтор статьи, сотрудник факультета биотехнологий ИТМО.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters. Исследование реализовано при поддержке Российского научного фонда.
