Лаборатория клинических смарт-нанотехнологий

Работа лаборатории будет направлена на разработку персонализированных решений в области регенеративной медицины и наномедицины, а ожидаемые результаты внесут значительный вклад в реализацию ее приоритетов в ближайшие годы.

Остеоартрит (ОА) является одним из наиболее травматичных социально значимых заболеваний, снижающих качество жизни людей и ведущих к ранней потере трудоспособности. Помимо традиционных подходов к лечению ОА (например, локального и внутрисуставного использования лекарственных препаратов и биоматериалов) внедряются инновационные методики лечения, например, с использованием лазерного излучения или введением аутологичных клеточных сфероидов. При этом такие технологии требуют специальных условий применения и дополнительных компетенций у медперсонала, что значительно препятствует их широкому внедрению в клиническую практику. Основной целью представленного проекта является разработка смарт-нанотехнологии для лечения ОА, основанной на применении матрикс-связанных везикул (МСВ) и их функционализации магнитными наночастицами, как активаторов антивоспалительного фенотипа макрофагов и ремоделирования ткани благодаря уникальному липидному профилю их мембраны. В травматологии широко используется магнитная физиотерапия, а ее совместное применение с разрабатываемой наносистемой позволит дополнительно направлено воздействовать на поврежденные ткани и иммунные клетки. Уникальные и широкие компетенции профессора Син-Цзе Лян в области формирования «умных» наносистем для адресной доставки биологически активных веществ и магнитных наночастиц позволят разработать оригинальный подход к эффективной модификации МСВ и управления ими. Дополнительно к выполнению проекта будут привлечены группы профессора Стивена Бадилака (Питтсбургский университет), мирового лидера в области исследования МСВ, и профессора Елизаветы Кон (Humanitas University), мирового лидера в области инновационных подходов в ортопедии.

Для достижения целей лаборатории были поставлены следующие задачи:

• Разработка эффективного способа усиления накопления и выделения МСВ;
  
• Установление состава МСВ, включая анализ липидного и белкового профиля, РНК секвенирование;
  
• Выявление молекулярных особенностей взаимодействия МСВ с иммунными клетками;
  
• Разработка автоматизированного комплекса с помощью трехмерной ультразвуковой системы и сверточных нейронных сетей;
• Модификация их поверхности для обеспечения направленной доставки в место повреждения хрящевой ткани и переключения фенотипа иммунных клеток;
  
• Разработка метода управления ими внешним магнитным полем;
  
• Установление тропности разработанной наносистемы, ее безопасности и эффективности в животной модели (крысы, бараны/минипиги).