Заморозка клеток. Иллюстрация: Saffron Bryant / RMIT University
В МГУ представили технологию, позволяющую более эффективно сохранять в замороженном виде клетки и ткани человека. Ученые усовершенствовали метод стабилизации клеточной мембраны холестерином, часто использующийся при криоконсервации: для транспортировки холестерина к клетке они создали специальную конструкцию из сахаров, которая позволила повысить выживаемость клеток. Подробнее ― в нашем материале.
Исследователи из МГУ рассказали, что в процессе заморозки-разморозки клеточные мембраны подвержены повреждениям (из-за образования кристаллов льда и осмотического шока) и более 50% клеток могут погибнуть. Решить эту проблему с наибольшей эффективностью позволяет упомянутый выше метод стабилизации мембраны с помощью холестерина.
Для транспортировки холестерина в мембраны клеток ученые предложили биосовместимый наноконтейнер на основе катионной липосомы (искусственно созданной сферической структуры, содержащей положительно заряженные липиды ― Примеч. ред.), поверхность которого покрыта молекулами карбоксиметил бета-циклодекстрина. Такой наноконтейнер может доставлять холестерин в количествах, превышающих емкость существующих липосомальных аналогов более чем на порядок. Столь высокий показатель имеет принципиальное значение для эффективного обогащения клеточной мембраны холестерином.
Липосомы ― искусственно созданные «пузырьки», образованные одним или несколькими липидными (жироподобными) бислоями и имитирующие клеточные мембраны; используются как средство доставки препаратов к клетке
Авторы эксперимента подчеркнули, что само по себе использование липосом для повышения доли холестерина в клетках бесперспективно, поскольку вместе с целевым холестерином в мембрану встраиваются и фосфолипиды, формирующие саму липосому. Модификация, предложенная учеными МГУ, помогает избежать этого. Подробнее об эксперименте корреспонденту портала «Научная Россия» рассказала соавтор исследования и специалист в области криоконсервации, доцент кафедры биофизики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Екатерина Юрьевна Симоненко.
«Метод заморозки клеток с помощью стабилизации мембраны холестерином сам по себе не является новым, но в серии наших научных работ была продемонстрирована возможность модифицировать криопротекторную среду таким образом, чтобы выживаемость клеток повысилась. И эта модификация (добавление циклодекстринов, а именно циклических олигосахаридов) ― действительно новая. Такая нерастворимая в воде “капсула” из сахаров, так же, как и липосомы, обладает необходимой жесткостью, и в нее можно запаковать, например, лекарства или холестерин, что мы и сделали. Циклодекстрин хорош тем, что в отличие от липосомы не встраивается в клеточную мембрану (и не нарушает ее целостность), а, оставаясь на ее поверхности, за счет разных взаимодействий способствует проникновению холестерина внутрь клетки. В мире довольно мало экспериментов с использованием подобных комплексов сахаров в криоконсервации. Между тем это направление очень перспективно».
Исследования проводились в рамках проекта 23-Ш01-15 Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Фундаментальные и прикладные исследования космоса», а результаты опубликованы в журнале «Вестник Московского университета».
В дальнейших планах ученых ― оптимизировать состав наноконтейнера, подобрав подходящий состав липидов, размер липосом и общий заряд комплекса олигосахаридов с катионной липосомой. Исследователи также планируют проверить гипотезу о возможном влиянии комплексного наноконтейнера на снижение образования кристаллов льда при заморозке сперматозоидов.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ