Создание и исследование трехмерных клеточных структур для регенеративной медицины и разработки “органов-на-чипе”

Проект Лаборатории возобновляемых источников энергии, руководитель – старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. Букатин А.С.

В настоящее время существует огромный дефицит донорских органов для пересадки пациентам. Поиск подходящего донора зачастую осложняется проблемами гистосовместимости и возможностью отторжения пересаженного органа после трансплантации. Решение проблемы создания искусственных тканей и органов из клеток самого пациента открывает широкие возможности для лечения пациентов, ожидающих трансплантации.

Другой актуальной проблемой, решение которой возможно с помощью искусственных моделей тканей и органов, является частичная замена ими лабораторных животных и человека в доклинических и клинических испытаниях. Создание систем и устройств “Орган-на-чипе” и “Человек-на-чипе”, ключевыми элементами которых станут искусственные модели органов, является научно значимым и актуальным для ускорения и удешевления процесса разработки новых лекарственных препаратов, а также подбора терапии для конкретного пациента в рамках концепции персонализированной медицины

Основной целью проекта является развитие разработанной технологий синтеза гидрогелевых микрочастиц с клетками и использование ее для 3D печати тканей и органов для регенеративной медицины и для тестирования лекарственных препаратов в микрофлюидных устройствах “орган-на-чипе”. Для этого планируется решить ряд научно-технических задач, направленных на оптимизацию микрофлюидных устройств для синтеза микрочастиц для предотвращения потери частиц в процессе синтеза; совершенствование методов 3D печати для синтеза клеточных структур и исследование и подбор оптимальных условий развития клеток в гидрогелевых микрочастицах и трехмерных клеточных структурах. Отдельной задачей стоит исследование пролиферации (разрастания) раковых клеток и дифференцировки стволовых клеток в гидрогелевых микрочастицах, а также влияния на них внешних факторов, таких как температура, состав и скорость смены питательной среды, состав гидрогеля и др. Получение таких данных необходимо для создания как моделей тканей и органов, так и устройств типа “орган-на-чипе”, “опухоль-на-чипе” и др., которые будут востребованы как в научно-исследовательских лабораториях, так и в фармацевтических компаниях и медицинских центрах.