ISSN 1866-8836
Клеточная терапия и трансплантация

Модификация мезенхимных стромальных клеток костного мозга с использованием мультифункциональных микрокапсул для целевой доставки лекарственных соединений

Александр С. Тимин 1,2, Альберт Р. Муслимов 1, Алексей А. Пельтек 3, Михаил В. Зюзин 4, Ольга С. Епифановская 1, Владислав С. Сергеев 1, Анна А. Доценко 1, Тимофей Е. Карпов 3, Игорь С. Сергеев 3, Александр А. Гончаренко 3, Яна В. Тараканчикова 5, Кирилл В. Лепик 1, Глеб Б. Сухоруков 3, Борис В. Афанасьев 1
1 Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И. П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия 2 Томский политехнический университет, Томск, Россия 3 Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия 4 Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия 5 Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Академический Университет, Санкт-Петербург, Россия

Загрузить версию в PDF

Клеточная терапия и трансплантация (КТТ)
Том 7, номер 3
Contents 

Резюме

Введение

Цель данной работы состояла в исследовании возможностей применения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) в качестве платформы для доставки препаратов, заключенных в гибридные полимерные микрокапсулы. ММСК являются высокопотенциальной клеточной популяцией, которая за счет феномена патотропизма может решить проблему таргетной доставки препарата, выступая в качестве носителя. Таким образом, объединение биологического феномена миграции клеток и высокой загружающей способности полимерных капсул обеспечит возможность контролировать направленность действия и позволит выполнить таргетную доставку вещества без внешнего и внутреннего воздействия для клеток-носителей. Для отработки методики, доксорубицин и винкристин были отобраны, в качестве противоопухолевых препаратов с дозозависимым эффектом, которые включены в состав многих схем полихимиотерапии.

Методы

В ходе данного исследования был произведен синтез гибридных микрокапсул различных размеров (5 мкм, 1 мкм, 0,5 мкм) при помощи технологии Layer-by- Layer (Polyarginine/Dextran sulfate) и золь-гель синтеза (Tetraethyl orthosilicate). Данные микроконтейнеры обладают низкой токсичностью, высокой биосовместимостью, а также способны защитить клетку от инкапсулированных препаратов. На следующем этапе была выполнена оценка ассоциации клеток с капсулами различных размеров при помощи проточной цитометрии и лазерной сканирующей конфокальной микроскопии для определения оптимального соотношения капсул и клеток. Спонтанная миграция МСК, и влияние на нее ассоциированных с клетками капсул различных размеров была исследована при помощи системы наблюдения за живыми клетками в культуре Cell-IQ. На завершающем этапе работы была изучена способность ММСК к направленной миграции по градиенту концентрации SDF-1. Для качественной и количественной оценки миграции были использованы Transwell, μ-Slide Chemotaxis, а также была исследована способность ММСК к миграции в коллагеновом геле в сторону сфероидов из раковых клеток, синтезирующих SDF-1, и их способность проникать внутрь конгломерата клеток.

Результаты

Полученные результаты показывают, что МСК клетки способны захватывать более 10 капсул, содержащие противоопухолевые препараты – доксорубицин, винкристин. По экспериментальным данным проточной цитометрии показано, что 90 % клеток способны интернализировать капсулы с высокой эффективностью. Уникальная структура капсул предотвращает высвобождение противоопухолевых препаратов в течение 72 часов. Показано, что большая часть клеток способны направлено переносить капсулы по SDF-1 градиенту и в очаг опухолевого сфероида.

Заключение

Таким образом, показано, что МСК с включенными капсулами, содержащие противоопухолевые препараты, могут выступать в качестве новой лекарственной формы для направленной доставки противоопухолевых препаратов в очаг опухолей.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных исследований (грант № 18-015-00100).

Ключевые слова

Таргетная доставка, микро- и нанокапсулы, противоо пухолевые препараты, интернализация, мезенхимные стромальные клетки, миграция, фармакокинетика, синтез, культивирование, клетки-носители.


Возврат к списку