КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 19-74-00081

НазваниеПрименение белковых мембран с магнитными наночастицами для совместного культивирования клеточных культур и моделирования эпителиомезенхимального перехода путём левитации мембраны в культуральной среде под действием магнитного поля.

Руководитель Зубарев Илья Владимирович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-205 - Клеточная биология, цитология, гистология

Ключевые слова Со-культивирование, тканевая инженерия, наночастицы

Код ГРНТИ34.15.05

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Возможность воспроизвести в пробирке условия, сопровождающие межклеточные взаимодействия в тканях и переход клеток из одного функционального состояния в другое, обеспечивает исследователей и врачей модельными системами для изучения различных патологических состояний. Исследование тканей, органов или систем in vitro является попыткой упростить очень сложные взаимодействия, существующие между разными клеточными типами, которые образуют многоклеточные организмы. Культивирование клеток в монослойной культуре с одним типом клеток не позволяет показать все возможные паракринные взаимодействия между клетками различного типа. Действительно, при выращивании клеток одного типа нельзя воспроизвести межклеточные связи с другими типами клеток, общий вклад в формирование гуморальной среды ткани и свою уникальную трёхмерную структуру, необходимую для клеточной функции. В смешанных культурах наличие прямых межклеточных контактов может повлиять на морфофункциональное состояние клеток, в связи с чем нет возможности оценить отдельно только паракринное влияние клеток друг на друга. В то же время, разделение клеток в пространстве культурального сосуда друг от друга позволяет оценить их паракринное влияние. Одной из возможных реализаций метода сокультивирования клеток является культивирование клеток на полимерной мембране, находящейся в культуральной среде в культуральных сосудах в виде вкладыша (чашке Петри или лунке многолуночного планшета), без контакта с дном культурального сосуда. Однако основным недостатком этой системы является высокая цена и невозможность воспроизвести их самостоятельно в условиях стандартной лаборатории. Существующие подходы к культивированию клеток с магнитными наночастицами применяются для создания сфероидов. В последние годы, наночастицы (частицы, размер которых менее 100 нм) получили широкое применение в биологии и медицине. Их преимущество заключается в наличие большой площади поверхности для контакта с клетками и возможности химической их модификации. Такие наночастицы способны проникать в клетки или связываться с компонентами внеклеточного матрикса и доставлять в целевую ткань какое либо вещество. В традиционном подходе магнитные наночастицы помещаются в клетки, и клетки левитируют. В то же время, при использовании метода магнитной левитации желательно избегать проникновения магнитных наночастиц в клетки, так как они могут нарушать нормальные физиологические функции клеток. Альтернативным подходом может быть связывание магнитных наночастиц с белком (BSA) для создания левитирующих в толще культуральной среды белковых мембран. Такие мембраны могут быть достаточно тонкими (100-250 мкм), проницаемыми для продуктов метаболизма и факторов роста, биосовместимыми и обладать необходимой адгезивной поверхностью для роста клеток. Огромным преимуществом таких мембран будет возможность создавать их самим в условиях лаборатории, контролировать их толщину и проницаемость. Наличие адгезивных покрытий на белковой мембране позволяет клеткам прикрепляться к ним и сохранять свою жизнеспособность. Кроме того, внеклеточный матрикс (ECM) на поверхности белковой мембраны может регулировать диффузию растворимых факторов роста, создавая локальный градиент молекул, распространяющийся от центра мембраны к периферии. Данный проект направлен на решение одной из фундаментальных проблем создания биосовместимой системы для сокультивирования клеток и моделирования различных процессов, включающих паракринное взаимодействие между клетками. Важно, чтобы такие белковые мембраны находились в объёме питательной среды, и именно магнитная левитация может реализовать эти условия. Таким образом, в работе будут подобраны условия, для создания белковой мембраны различной толщины и проницаемости. Такая мембрана будет прочной, способной к переносу из одной культуральной ёмкости в другую, способной расправляться под действием постоянного магнитного поля. На второй год будет показана возможность применения такой мембраны для моделирования процесса EMT in vitro.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---