Разрушенные капилляры можно восстановить с помощью гелевой губки, пропитанной специальными биоактивными молекулами, которые можно активировать с помощью УФ-лучей.

Обычно мы видим такое в научной – и не очень научной – фантастике: тяжелораненого человека приносят врачу, и врач исцеляет его каким-то удивительным излучением. Волшебный свет может исходить от некоего футуристического устройства, или же, на худой конец, от эльфийских рук. И рана затягивается на глазах.

Ультрафиолетовый луч может пройти сквозь кожу и активировать вживлённый гель с биоактивными молекулами. (Фото Garcia Laboratory / Georgia Tech.)

Как оказалось, что-то похожее можно сделать и в нашей скучной реальности. Исследователи из Технологического института Джорджии (США) использовали для заживления раны свет, правда, не волшебный, а ультрафиолетовый. И лечебный эффект он оказывал не сам по себе, а в сумме с так называемый RGD-пептидом, или аргинилглициласпарагиновой кислотой. Такая последовательность из трёх аминокислот встречается в самых разных белках: она необходима для узнавания разными белками друг друга, для формирования межклеточных контактов, кроме того, RGD служит сигналом для клеточного деления.

Андре Гарсия (Andres Garcia) и его сотрудники пропитали RGD-пептидом специальный гидрогель, который затем закладывали в рану мышам. Особенность гидрогеля была в том, что при облучении ультрафиолетом пептид высвобождался из него и мог проявить собственные биоактивные свойства. В статье, опубликованной в Nature Materials, авторы пишут, что клетки в месте ранения у мышей начинали делиться независимо от того, когда именно рану с гидрогелем облучали УФ-светом, сразу после операции или же спустя неделю-две. Ожидание, впрочем, имело смысл: если перед активацией гидрогеля проходило какое-то время, то иммунитет реагировал на него спокойно, и заживление происходило без формирования обширного шрама.

Исследователи пошли дальше, и добавили к пептиду RGD ещё и фактор роста эндотелия сосудов (как понятно из названия, от него зависит формирование кровеносных сосудов, а значит, и кровоснабжение тканей). Если фактор роста был один, то эффект от него оказывался слишком слабый; но если в гидрогель добавляли ещё и RGD-пептид, то в результате вокруг гелевого имплантата образовывалась обширная сеть капилляров. То есть пептид, очевидно, служил общим сигналом к делению, а фактор роста эндотелия сосудов, кроме того, что сам стимулировал деление, направлял развитие клеток в нужное русло.

  Конечно, суть здесь не столько в ультрафиолете – это всего лишь способ активации, – а в гидрогеле, благодаря которому можно сформировать сосудистую сеть в нужное время и в нужном месте. Например, при пересадке тканей важно обеспечить кровоснабжение имплантату, чтобы он быстро прижился в организме, и здесь гидрогелевая добавка с биоактивной начинкой очень бы пригодилась. Правда, здесь есть одна проблема: УФ-лучи поглощаются кожей, и у мышей RGD-пептид активируют всего 10% ультрафиолета, которые смогли до него добраться. У человека же кожа толще, и потери будут ещё больше.

Сейчас авторы работы планируют сделать то же самое, но с инфракрасным светом, который лучше проходит сквозь эпителий и который, кстати, не вредит ДНК. Кроме того, всего лишь двумя белками вряд ли удастся ограничиться: если говорить о будущих медицинских перспективах, то в человеческом организме попутно с активацией роста кровеносных сосудов нужно будет эффективно успокаивать иммунную систему, которая обязательно постарается запустить воспаление и сформировать соединительнотканный шрам в месте хирургического вмешательства.