Ученые-медики Межвузовского кампуса создают материал для регенерации с использованием паутины паука-птицееда (05.09.2024)

Ученые лаборатории биоинженерии и биопринтинга и лабораторий природоподобных материалов Института фундаментальной медицины БГМУ и аддитивных технологий Межвузовского кампуса развивают проект по созданию биоматериала на основе шелка паутины для регенеративной медицины и тканевой инженерии. Простыми словами - здесь изучают биологические и механические свойства паутины in vitro на стволовых клетках человека.

Исследование структуры волокна паутины перспективно, так как существует масса способов использования данного материала, например, для изготовления гелей для 3D-печати.

Идею использовать паутину в качестве биоматериала в Университет привез ректор БГМУ, академик РАН, д.м.н., профессор Валентин Павлов. Он узнал об исследованиях, проводимых на трихонофилах (крупных сетеплетущих пауках). В лаборатории БГМУ эксперименты проводятся на пауках-птицеедах, но вскоре планируется приобрести и трихонофилов.

- Эта паутина обладает антибактериальными свойствами, на ней не размножаются бактерии, она прочная, стабильна в щелочи, кислоте. Нашими учеными и учеными из нашего вуза-партнера в Германии было замечено, что эта паутина служит для ориентирования клеток при повреждении нервной ткани, - рассказал ректор БГМУ, академик РАН, доктор медицинских наук, профессор Валентин Павлов.

По словам ректора БГМУ, учеными мира уже проводятся исследования с использованием пауков-птицеедов для регенерации аксоны: "Это тот участок нервной клетки, который непосредственно иннервирует орган. Это может быть мышца, эндокринная железа. Для того, чтобы восстановить проходимость поврежденной или утраченной функции периферической нервной ткани", - пояснил Валентин Павлов.

В лаборатории обитают четыре самки пауков рода Chilobrachus dyscolus в специально обустроенных для проведения экспериментов террариумах. Ежедневно сотрудники лаборатории исследуют нити пауков-птицеедов, привезенных из юго-восточной Азии, а именно - из Вьетнама.

- У птицеедов, с которыми мы работаем, три вида паутины. По некоторым данным, внутренний выстилающий слой кокона имеет выраженные антибактериальные свойства. Внешняя часть - механическая, а защитная - плетется пауком для того, чтобы кокон не порвался, она более прочная, чем обычная нить, - объясняет младший научный сотрудник лаборатории аддитивных технологий БГМУ Александр Гладких.

Сотрудники лабораторий разрабатывают методики сбора и обработки материала для создания тканеинженерных конструкций с регенерирующей целью, исследуют физиологические (проводимость и возбудимость) и механические (растяжимость и прочность на разрыв) свойства на основе шелка паутины, а также такие биологические характеристики, как адгезию и пролиферацию клеток, антибактериальную активность in vitro. Большая работа в лаборатории проводится по выявлению наилучшего способа стерилизации паутины.

- Экспериментальным путем мы выявляем оптимальный способ стерилизации материала шелка паутины. Наилучший показатель выживаемости клеток, в зависимости от типа стерилизации, мы возьмем в работу, - рассказывает руководитель лаборатории биоинженерии и биопринтинга Института фундаментальной медицины БГМУ Светлана Пятницкая.

В зависимости от полученных показателей материал будет имплантироваться лабораторному животному. Для этого предварительно создается модель повреждения нерва, далее материал на основе шелка паутины в форме жгутика или каркаса будет вводиться животному для оценки регенерирующего потенциала.

В перспективе ученые лаборатории готовятся создать ранозаживляющую повязку и шовный материал с использованием шелка паутины. Проект реализуется в университете в рамках программы Минобрнауки России "Приоритет-2030" (национальный проект "Наука и университеты").

Строительство Межвузовского студенческого кампуса Евразийского НОЦ ведется по поручению Президента РФ и в рамках реализации национального проекта "Наука и университеты" Минобрнауки России. Проект уфимского кампуса - это студенческое пространство с жилыми помещениями на 4,3 тысячи человек, учебно-научным комплексом, лабораториями, деловыми зонами, магазинами, уютными скверами и другими объектами комфортной городской среды, которые также будут доступны для всех жителей и гостей Уфы.