Амфифильные пептиды формируют «заплатки» в отверстиях плодной оболочки

Предложен новый подход к заживлению повреждений плодных оболочек, которые возникают спонтанно, в результате травм или применения фетальной хирургии. Для реконструкции дефектов могут быть использованы самособирающиеся амфифильные пептиды, образующие пробку в месте разрыва.

Изображение:

Эксплантаты плодной оболочки были травмированы иглой, чтобы образовалось отверстие 0,8 мм. После 24 часов культивирования в амниотической жидкости заживления не произошло (A). Однако после нанесения PAK3 на отверстие произошла герметизация раны (B) и интеграция пробки в ее края (C, D, E и F)

Credit:

Prenatal Diagnosis, 2020; DOI:  10.1002/pd.5826 | CC BY 4.0

Около 40% случаев ранней детской смертности вызваны преждевременными родами. Основная причина, по которой роды могут произойти слишком рано, — преждевременный разрыв плодных оболочек из-за травм, фетоскопии или фетальной хирургии. В настоящий момент не существует клинических подходов, позволяющих улучшать заживление таких разрывов. Однако уже разрабатываются технологии, использующие герметизацию с помощью пробок, губок или заплаток, а также усиливающие естественные механизмы восстановления целостности.

Исследователи из Великобритании, Бельгии и Сингапура предложили новый метод заживления повреждений оболочек плода. В качестве основного агента для него используются пептиды с амфифильными (одновременно гидрофобными и гидрофильными) свойствами — молекулы, самособирающиеся в наноструктуры.

Ученые проверили, как ведут себя амфифильные пептиды PAK3 в образцах амниотической жидкости. Они оказались способными к самосборке на границе раздела раствора PAK3 и амниотической жидкости. Молекулы образовывали мембрану уже через 30 секунд после начала эксперимента. Затем мембрана уплотнялась и через пять минут формировала пробку из нановолокон. На поверхности эти нановолокна были хорошо выровнены относительно друг друга, а внутри пробки образовывали беспорядочную сеть.

Затем исследователи проверили эффект применения амфифильных пептидов на образцах плодных оболочек с повреждениями. В месте дефекта формировалась пробка, по структуре сходная с мембранами из предыдущего эксперимента. Кроме того, через 24 часа после начала инкубации с различными амфифильными пептидами (PAK2, PAK3, PAH3) повышалась жизнеспособность клеток оболочек. Однако другой тип молекул, PAK4, напротив, снижал жизнеспособности клеток.

Микроструктурный анализ показал, что пробка, собранная на основе PAK3, закрывает края раны. По-видимому, сеть нановолокон взаимодействует с краями повреждения и надежно закрывает рану.

По прошествии пяти дней после повреждения контрольные образцы ткани демонстрировали наличие раны без роста ткани в месте дефекта. Клетки, экспрессирующие F-актин, при этом мигрировали к краям раны. Кроме того, были видны поляризованные коллагеновые волокна. При использовании PAK3 такой эффект терялся. Однако PAK3, конъюгированный с пептидами, отвечающими за клеточную миграцию и адгезию (GHK и RGDS) вызывал и миграцию F-актин-экспрессирующих клеток, и образование коллагеновых волокон на месте повреждения. Кроме того, область раны заселяли трофобластоподобные клетки. Все эти эффекты демонстрируют, что заживление раны удалось усилить.

Доктор Тина Чоудхури, руководитель исследовательской группы, отмечает: «Следующий шаг в этом исследовании — понять, могут ли эти молекулярные “пробки” противостоять механическим силам, таким как растяжение или давление, вызванные развивающимся плодом и амниотической жидкостью. Нам также нужно более подробно изучить механизмы заживления ран и безопасность пептидов для матерей и детей во время беременности».

Источник

David W. Barrett, et al. // Potential sealing and repair of human FM defects after trauma with peptide amphiphiles and Cx43 antisense // Prenatal Diagnosis, 2020; DOI:  10.1002/pd.5826

Добавить в избранное

Вам будет интересно