Защитный покров вырастили из кусочка кожи

Схема лечения эпидермолиза. Серым цветом отмечены участки с сохранившейся здоровой кожей. В культуру клеток вносится вирус с нормальным геном ламинина. Показана смена кожных покровов на 4-й и 8-й месяцы лечения. Источник: Physorg

«Человек меняет кожу» – так назывался роман писателя польского происхождения Бруно Ясенского, в котором описан американский инженер, влюбившийся на строительстве канала в Таджикистане в русскую девушку. Название книги подходит к описанию случая практически полной смены кожи, произведенной в Италии специалистами университета Модены и Реджио-Эмилии семилетнему сирийскому мальчику. Маленького пациента лечили от двойной инфекции кожных покровов.

Генная основа заболевания такова. Мутация в гене ламинина – белка одного из слоев базальной мембраны, управляющей ростом и специализацией клеток кожи, а также их миграцией, привела к развитию эпидермолиза. Другими словами, к «растворению» клеток эпидермиса, сопровождаемого образованием пузырей. Именно поэтому это состояние называют еще «пузырчатка», или буллезный эпидермолиз.

Отчаявшиеся родители дали согласие на экспериментальное лечение их сына, что помогло быстро получить одобрение и властей. Помогло ученым и то, что на теле ребенка сохранился участок здоровой кожи – квадратик площадью четыре квадратных сантиметра. Биопсия с этого участка позволила получить кератиноциты, вещества, производящие кератин, или белок рогового вещества. Далее с помощью ретровируса в клетки был внесен нормальный ген ламинина. После этого оставалось только выращивать кожу в виде прозрачных слоев, использовавшихся затем в ходе пересадок.

В течение нескольких недель каждый из трансплантированных «лоскутов» успешно прижился, закрыв тем самым буллезные поражения. В общей сложности было заменено более 80% поверхности кожи, о чем итальянцы сообщили на страницах журнала Nature.

«Внедрение» гена, несомненно, требует изменения хроматина, представляющего собой участки ДНК, намотанные на протеиновые «шпульки». Все вместе это составляет так называемые нуклеосомы. Сейчас замену гена осуществляют в лабораторных условиях на культуре клеток. Но в идеале эту операцию было бы удобнее и дешевле осуществлять in vivo, то есть непосредственно в организме. Проблема однако в стимуляции внесенного в клетки «продукта», с чем постоянно сталкиваются ученые.

Для ее решения уже относительно давно предложены стеклянные наночастицы довольно большого диаметра (порядка 250 нанометров, что, впрочем, в 20 раз меньше сечения эритроцита – красной кровяной клетки), покрытые сверху тонким слоем золота. Такие частицы используются для термолиза поглотивших их клеток. Термолиз – это процесс нагрева частиц с помощью NIR (Near InfraRed) лазера постоянного излучения. Использование такого лазера обусловлено способностью его луча глубоко проникать в ткани и органы.

В университете Райса Хьюстона (США) решили применить позолоченные частицы для доставки лапатиниба. Это вещество давно используется в качестве блокатора-ингибитора ферментов, которые подхлестывают клеточное деление. Но лапатиниб плохо растворим в воде, что вынуждает повышать его концентрацию. Отсюда – побочные эффекты. Для нацеленной доставки ингибитора в клетки было решено «одеть» наночастицы слоем белка альбумина, которого много в плазме крови, а облучать их с помощью непродолжительных по времени импульсов, дабы избежать перегрева клеток-мишеней.

Необходимо пояснить, что для прикрепления альбумина на поверхности частиц был использован ДНК-линкер, или молекулярный «связник» (к золоту, как известно, хорошо липнет всякая органика, что и было использовано в данном случае). Но вместо альбумина к ДНК-линкеру можно подцеплять и генетические последовательности, тем самым внося необходимые исправления в мутантный геном.

Это пока в перспективе. Но уже сейчас ученые планируют перенос разработанной ими технологии из клеточной культуры в опытах на мышах. А там и о клинических испытаниях на людях надо будет думать.