Исследование провели ученые Института клинической и экспериментальной лимфологии (филиала ИЦиГ СО РАН) и Национального исследовательского технологического университета МИСиС. Они рассмотрели влияние наноматериалов с осажденными ионами серебра на мезенхимальные стромальные клетки (МСК) человека, которые активируют иммунные механизмы, восстанавливают поврежденные органы и ткани.
Авторы показали, что серебро, нанесенное на нановолокна, защищает стволовые клетки от различных вирусных и бактериальных воздействий и поддерживает их жизнеспособность и стимулирует к увеличению численности, пишет издание СО РАН «Наука в Сибири».
«Биологически активной является только ионная форма серебра, которая образуется при контакте с водой и воздействии окислителей. Ионы проникают внутрь бактерий через мембрану и изнутри разрушают их нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Они также препятствуют развитию у бактерий лекарственной устойчивости и обладают эффективностью к широкому спектру их штаммов», – рассказала завлабораторией фармакологических активных соединений НИИКЭЛ Анастасия Соловьева.
Высокие концентрации серебра оказывают токсическое воздействие на клетки человека, но в изученном случае произошел обратный эффект, и процент заселения клетками наноматериалов увеличился.
«Скорее всего, это связано с двумя основными факторами. Во-первых, с повышением гидрофильности (водопоглощаемости) поверхности наноматериалов, а во-вторых, со стимулирующим влиянием низких концентраций ионов серебра при кратковременном воздействии на производство МСК определенных белков. Как результат, после обработки серебром белки, участвующие в процессе репликации (увеличении копий) ДНК, оказались более активными», – прокомментировала Соловьева.
Серебро в ионной форме часто используют как антибактериальный компонент, в том числе в наноматериалах – материалах, размер которых не превышает одной миллиардной доли метра. Ученые использовали поликапролактон – синтетический полимер. Он доступен, способен разрушаться в результате естественных процессов, нетоксичен, из него легко создавать волокна различных формы, состава и диаметра.
В исходном состоянии поликапролактон имеет форму небольших гранул однородного белого цвета. Для их превращения в сверхтонкие волокна исследователи применили метод электроформирования: гранулы поликапролактона добавляли в муравьиную и уксусную кислоты и перемешивали при температуре плюс 25 градусов до полного растворения, а полученный раствор полимера помещали внутрь специальной установки Nanospider NSLAB 500. Под высоким напряжением небольшие трубки вытягивали из смеси тонкие жидкие струйки, которые уменьшались до диаметра нанометров.
Анализ показал, что образцы легко взаимодействуют с водой и способны выделять достаточное количество ионов серебра. Чтобы нановолокна начали свободно взаимодействовать со стволовыми клетками, ученые помещали их в специальную питательную среду для выращивания клеточных культур. Вступая в реакцию с жидкостью, они выделяли ионы серебра. Способность клеток к размножению возросла.
Исследователи пришли к выводу, что наноматериалы с имплантированным серебром не оказывают повреждающего влияния на стволовые клетки человека, а напротив, благотворно влияют на их рост. Ученые планируют изучать регенеративные свойства разрабатываемых материалов на моделях животных в надежде, что это позволит получить более точные данные о реакции организмов на воздействие конкретных веществ.
