Биоразлагаемые стенты не вредят живым тканям и в перспективе могут стать эффективным терапевтическим средством, благотворно действуя на клетки сосудов.

При атеросклерозе на внутренней стенке кровеносных сосудов появляются бляшки, состоящие из липидов и различных клеток. Эти бляшки, разрастаясь, сужают сосуд и ухудшают кровоток. Чтобы кровоток стал снова нормальным, в сосуд вставляют стент – металлическую сетчатую трубку диаметром несколько миллиметров. Стент раздвигает стенки сосуда, тем самым помогая избежать нехватки кислорода в тканях, сама липидная бляшка при этом разрушается. Благодаря стентированию можно, к примеру, ослабить симптомы стенокардии и помочь сердцу справиться с последствиями инфаркта.

Из-за атеросклеротических бляшек просвет кровеносных сосудов сужается и нарушается кровоснабжение тканей. (Фото: Manu5 / Wikipedia) 

Клетка крови человека больного атеросклерозом; белые шарики – жировые капельки в цитоплазме. (Фото: ФИЦ КНЦ СО РАН)

Но стент, как любое инородное тело, раздражает сосуд и провоцирует воспаление, мешая сформироваться внутреннему слою здоровых клеток. Из-за воспаления в сосуде могут снова начаться атеросклеротические изменения, причём сосуд в месте стентирования становится более хрупким и может попросту порваться. На самом деле, чтобы привести сосуд в норму, нужно две-три недели: за этот срок кровоток в сосуде нормализуется, бляшка, как было сказано выше, разрушается, и стент можно было бы удалить – но удалить его уже нельзя. Проблемы бы не было, если бы стент состоял из биоразлагаемого материала и его бы просто «съедали» окружающие клетки. Неудивительно, что в самых разных лабораториях пытаются найти материалы, пригодные для создания временных стентов. Один из таких материалов – магний и сплавы на его основе, но тут возникает другое препятствие: изделия из магния и магниевых сплавов, хотя и разрушаются тканями, всё же плохо совместимы с ними.

Другое решение – биоразлагаемые полимеры, над которыми работают исследователи из Сибирского федерального университета, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Красноярского центра сердечно-сосудистой хирургии. Это полигидроксиалканоаты (ПГА), которые синтезируют некоторые виды бактерий. Для самих бактерий полигидроксиалканоаты служат чем-то вроде продовольственных запасов на чёрный день. Благодаря тому, что бактериальные полимеры подходят по физическим свойствам для того, чтобы делать из них разные изделия, и благодаря тому, что они легко разлагаются в организме и не раздражают ткани, с полигидроксиалканоатами стали перспективным материалом в биотехнологии.

В статье в International Journal of Biological Macromolecules описаны несколько видов ПГА, которые не вызывают никаких побочных эффектов со стороны клеток крови: при контакте с полимерами клетки не стараются прилипнуть к ним во что бы то ни стало (а значит, в сосуде не будет никаких клеточных завалов), и сами клетки не демонстрируют никаких патологических изменений, которые могли бы возникнуть после взаимодействия с чужеродным веществом. Но ПГА хороши не только тем, что их можно сделать исключительно «дружелюбными» по отношению к крови. Внедряя стент из ПГА в стенку сосуда, мы сжимаем и растягиваем клетки сосудистой стенки, и под влиянием сжатий и растяжений клетки могут измениться: в них, например, может измениться обмен веществ или же они начнут как-то иначе общаться с клетками-соседями.

Среди клеток, с которыми контактирует стент, есть и те, которые помогают расти атеросклеротическим бляшкам – например, в пользу атеросклероза действуют некоторые иммунные клетки. В другой статье, опубликованной в Toxicology Reports, говорится о том, что с помощью полигидроксиалканоатов можно влиять на поведение иммунных клеток, от которых зависит рост сосудистых бляшек. Можно представить, как специально сконструированные стенты из бактериальных полимеров склоняют клетки в сосудистой стенки к более здоровому образу жизни, чтобы они не бляшку в сосуде выращивали, а совсем наоборот. И вполне возможно, что такие стенты скоро станут обычным средством в сердечно-сосудистой медицине.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

По материалам пресс-службы ФИЦ КНЦ СО РАН.