Нейрогенная активность микроструктурированных пленок и трехмерных скаффолдов из рекомбинантного спидроина in vitro и in vivoНИР

In vitro and in vivo neurogenic activity of recombinant spidroin microstructured films and three-dimensional scaffolds

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 30 октября 2017 г.-26 октября 2018 г. Нейрогенная активность микроструктурированных пленок и трехмерных скаффолдов из рекомбинантного спидроина in vitro и in vivo
Результаты этапа: Целью первого этапа были подбор и модификация известных, а также разработка новых, экспериментальных модельных систем, направленных на решение задач проекта. Для проведения указанных работ в ФБГУ "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" были получены новые фотоотверждаемые метакрилированные производные нативного фиброина (FBMA) и матакрилированный вариант рекомбинантного белка 1F9 – аналога белка каркасной нити паутины пауков-кругопрядов. Важной особенностью для достижения целей проекта является то, что молекулы 1F9 содержат 18 повторов последовательности GRGGL, которая представляет собой лиганд для связывания с рецепторами нейронной клеточной адгезии и является сигнальной для развития нейрональных клеток. Переданные образцы были сформированы в виде структур разных форм, включая пленки, микропаттерны, маты и макропористые губки. Проведенные физико-химические и механические исследования показали, что полученные фотоотверждаемые структуры были выше по прочности, чем контрольные образцы, сформированные классическими методами, в 20 и более раз, в зависимости от типа скаффолда, а также обладали повышенной жесткостью. Методами атомно-силовой и световой микроскопии было продемонстрировано, что фотосшивка растворов FBMA и тонких пленок позволила получить двумерные и трехмерные скаффолды на основе 1F9 и FBMA с точно настраиваемой макро- и микромасштабной архитектурой. Таким образом можно получать скаффолды различных форм и характеристик, которые могут быть использованы для регенерации различных типов тканей. Поверхности всех полученных фотоотверждаемых конструкций поддерживают адгезию и пролиферацию клеток, способствуя сохранению их высокой жизнеспособности, что было продемонстрировано в экспериментах на мышиных фибробластах 3T3, кератиноцитах HaCaT, мышиных эмбриональных фибробластах, а также на других иммортализованных клеточных линиях и первичных культурах. При исследовании нейрогенной активности пленок повышенной жесткости наибольшее количество данных получено и включено в данный отчет для двумерных структур из FBMA. Так была исследована дифференцировка клеток нейробластомы линии SH-SY5Y. Применение современных методов световой микроскопии показало, что на субстратах из метакрилированного фиброина происходило увеличение длины нейритов клеток и повышение экспрессии маркеров нейрональной дифференцировки: MAP2, NeuN, NCAM и тубулина βIII. Представленные нами данные, а также результаты, полученные в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, свидетельствуют о том, что метакрилированный фиброин – биосовместимый и простой в технологическом отношении материал с усовершенствованными характеристиками, который может применяться для трансплантации нейральных клеток. Также были проведены исследования, направленные на изучение взаимодействия SH-SY5Y с биоискусственными поверхностями 1F9. Результаты этих исследований анализируются и будут подготовлены к публикации в 2019 году. За отчетный период были изучены краткосрочные и долговременные эффекты трансплантации фиброинсодержащих микрочастиц на последствия травматического повреждения головного мозга. Такое исследование проводилось для отработки модельных систем, необходимых для успешного выполнения запланированных на поздних этапах реализации проекта работ по изучению влияния разрабатываемых фототоверждаемых конструкций на восстановление повреждения сенсомоторной коры головного мозга крысы. Из полученных результатов также следует, что нативный фиброин оказывает плейотропное защитное действие, способствуя усилению регенерации нервной ткани, что приводит к функциональному восстановлению мозга. Все полученные на 1 этапе данные будут использованы для реализации следующего этапа научного проекта и выполнения комплексного проекта в целом.
2 27 октября 2018 г.-26 октября 2019 г. Нейрогенная активность микроструктурированных пленок и трехмерных скаффолдов из рекомбинантного спидроина in vitro и in vivo
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".