Центр коллективного пользования

Культивирование клеток

Клеточные модели для доклинических исследований в фармакологии

Комбинированные клеточные культуры используются для тестирования эффективности лекарственных средств на этапе доклинических испытаний. Специалисты Красноярского медицинского университета разработали клеточную модель гематоэнцефалического барьера in vitro с полупроницаемой мембраной. Эта модель является полноценной моделью, которая изготовлена из первичных культур клеток головного мозга крыс (эндотелиальных клеток, нейронов и астроцитов). Основное предназначение «ГЭБ in vitro» - проведение исследований по оценке проницаемости из крови в центральную нервную систему лекарств и кандидатов на лекарства, изучение особенностей повреждения и восстановления клеток головного мозга.

Базовый сегмент рынка продукта:

- научно-исследовательские разработки новых методов и технологий проведения диагностики и терапии для нужд клинической и теоретической медицины;

- сравнительные исследования по доклинической и клинической оценке лекарственных препаратов.

Научные разработки ведутся с 2010 года (рук. д.м.н., проф. А.Б. Салмина и д.м.н. А.В. Моргун). За десять лет проведены совместные исследования с коллегами из Москвы, Санкт Петербурга, Казани, Саратова, Барнаула, Томска, посвященные изучению особенностей проницаемости ГЭБ и таргетному управлению проницаемостью, тестированию лекарственных препаратов при различной патологии ЦНС, в том числе онкологических заболеваниях, управлению нейрогенезом, ангиогенезом и репаративным потенциалом при нейродегенеративных заболеваниях на модели болезни Альцгеймера. Опубликовано более 10 печатных работ в изданиях перечня WoS и Scopus.

Клеточная модель «ГЭБ in vitro» используется для моделирования различных заболеваний центральной нервной системы:

ишемия,
воспалительные заболевания вирусной и бактериальной этиологии
болезнь Альцгеймера,
нейротоксические повреждения,
онкологические заболевания,
сахарный диабет.

Базовая трехклеточная модель (нейроны, астроциты, эндотелиоциты) может быть дополнена другими типами клеток, в зависимости от поставленных задач, например, эпендимоцитами и перицитами.

Технология, применяемая для формирования «ГЭБ in vitro» может использоваться для создания других гистогематических барьеров, таких как, гематолимфатический, гематоретинальный, гематоплацентарный, гематотестикулярный и др.

Основные преимущества клеточной модели «ГЭБ in vitro»:

Обеспечивает воспроизводимость полученных результатов,
Позволяет определять биохимические, патобиохимические, патофизиологические изменения, проходящие в клетках.
Возможна оценка межклеточных взаимодействий в норме и при патологии.
Имитирует транспортные свойства гематоэнцефалического барьера головного мозга.
Возможно проведение доклинических исследований действия лекарственных веществ и кандидатов на лекарственные средства.
Возможно одновременное проведение нескольких экспериментов на одном планшете.
Используя технологию и методику формирования «ГЭБ in vitro» возможно создание других моделей барьеров и тканей организма.

Направления исследований с использованием «ГЭБ in vitro».

Изучение физиологических свойств ГЭБ.
Исследования межклеточных взаимодействий.
Разработка механизмов регулируемого транспорта в ЦНС.
Исследования токсичности веществ для ЦНС.
Моделирование патологии ЦНС
Изучение проницаемости ионов и макромолекул: влияние физиологических или патогенетических факторов.
Исследования эндо- и трансцитоза, взаимодействий рецептор-лиганд.
Исследования совместного культивирования с биоматриксами.
Тестирование биоматериалов для создания клеточного матрикса.
Изучение особенностей влияния патогенных факторов: вирусов, бактерий, паразитов, грибов.

Одним из перспективных направлений, реализуемых в КрасГМУ коллективом лаборатории является разработка новых клеточных моделей ГЭБ in vitro с использованием микропотоковых технологий (микрофлюидики), что позволяет воспроизвести основные механизмы функционирования, формирования, развития, повреждения и репарации ГЭБ в физиологических условиях и моделировании патологических состояний, с имитацией кровотока.