Внутри клеток есть крошечные частицы, известные как внеклеточные везикулы, которые хранят и переносят молекулы. Наши клетки естественным образом упаковывают полезные белки и целебные соединения в эти крошечные пузырьки, отправляя их туда, где они необходимы, для доставки молекулярного груза или для взаимодействия с другими клетками.
Внеклеточные везикулы (EVs) — это перспективный инструмент для здравоохранения благодаря их способности содержать лекарства и доставлять их в труднодоступные части тела. Однако их преимущества ограничены сложностями массового производства.
Исследователи из Инженерного колледжа FAMU-FSU разработали метод, который использует биореактор — промышленное устройство для проведения биологических реакций — с вертикально вращающимся колесом для массового производства EVs, полученных из тканей лабораторных кровеносных сосудов. Это нововведение может революционизировать экспериментальную терапию возрастных заболеваний, сделав её более доступной. Работа опубликована в журнале Stem Cell Research & Therapy.
Профессор Ян Ли из Департамента химической и биомедицинской инженерии говорит: «Представьте, что мы можем собирать микроскопические грузовики для доставки из тканей, выращенных в лаборатории, чтобы переносить целебные молекулы непосредственно к повреждённым клеткам в нашем организме».
EVs ограничены в использовании в качестве терапии из-за сложностей масштабирования производства. Традиционные методы производства дают их очень мало, что делает потенциальное лечение дорогостоящим.
Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали сложные биореакторы, известные как вертикально-колесные биореакторы, для создания EVs. Вращающиеся камеры внутри этих биореакторов создают мягкие потоки, имитирующие кровоток в нашем организме. Эта установка помогла клеткам производить в 2–3 раза больше EVs по сравнению с традиционным методом, когда машины просто стоят на месте.
«Подумайте об этом как о разнице между фабрикой, работающей на нормальной мощности, и фабрикой, работающей на пике эффективности в оптимизированных условиях», — говорит Ли. «По сути, мягкое вращательное движение увеличивает как количество этих важных везикул, так и общее состояние здоровья искусственных кровеносных сосудов».
Исследование решает проблему, которая препятствовала доступу терапий на основе EVs к большему числу пациентов.
Лабораторные тесты показали, что EVs, полученные этим методом, сохранили все свои целебные свойства. Они уменьшили клеточное повреждение от старения и стимулировали рост клеток — ключевые показатели того, что они сохраняют свой терапевтический потенциал даже при массовом производстве.
Разработав масштабируемый метод контролируемого производства, исследователи создали путь для этих перспективных методов лечения, чтобы перейти от лабораторных курьезов к потенциально доступным медицинским вмешательствам при возрастных заболеваниях и повреждениях тканей.
«Я надеюсь, что исследования EVs активизируются благодаря нашему исследованию», — сказала Джастис Эне, аспирантка-исследователь и соавтор исследования. «В будущем нам нужно изучить состав терапевтического груза и узнать, насколько хорошо исследования адаптируются для безопасного производства в больших масштабах. Вопросов всё ещё много, но это шаг в правильном направлении».
Предоставлено Florida State University.