3.3.2 Инжиниринг тканей и органов

Тканевая инженерия основана на трансплантации сконструированных с помощью клеток и матриксов тканевых эквивалентов, которые способны восстанавливать структуру и функции поврежденных тканей и органов, обеспечивать восстановление тканей и органов после удаления раковых образований, их утраты или функциональной недостаточности. Трансплантация тканеинженерных конструкций, полученных in vitro на основе специализированных или стволовых клеток с использованием биосовместимых и биодеградируемых матриксов (пленок, гранул, губок и т.п.), будет применяться для восстановления кожного покрова после ожогов, для замещения костных и хрящевых дефектов, а также для восстановления тканей после удаления раковых образований.

В результате до 2015 года будут разработаны и оптимизированы тканевые эквиваленты для восстановления поверхностных повреждений (ожогов, ран, язв и т.п.), для использования в травматологии и при лечении сердечно-сосудистых болезней. До 2020 года будут обеспечены методы трансплантации тканеинженерных конструкций, включая их кровоснабжение и иннервацию. До 2025 года будут разработаны биозамещаемые тканеинженерные конструкции, позволяющих экстренно восстанавливать иннервацию и кровообращение после травм. До 2030 года будут созданы органные эквиваленты органов человека (поджелудочной железы, печени, зрительного и слухового анализатора).

С этой целью будут проведены:

Фундаментальные поисковые исследования, включающие изучение механизмов взаимодействия стволовых клеток с различными тканеспецифичными матриксами и их сочетанием. Выявлены способы индукции клеточной плюрипотентности. Установление механизмов реализации индуцированной плюрипотентности. Определены роль ДНК-модифицирующих белков и метилирования геномной ДНК в регуляции дифференцировки и плюрипотентности клеток. Изучение роли микроРНК в регуляции дифференцировки соматических стволовых клеток и поддержании их плюрипотентности.

Проблемно-ориентированные исследования, включающие поиск оптимальных типов клеток, их сочетаний, объемной плотности, дифференцировочного состояния и активности, а также матриксов их свойств и сочетаний для создания оптимальных тканевых эквивалентов. Исследование функциональной активности клеток, полученных с помощью дифференцировки из клеток с индуцированной плюрипотентностью, оценка их биобезопасности. Определение терапевтического потенциала клеток с индуцированной плюрипотентностью и условий обеспечения отсутствия их туморогенности.

Задельные прикладные исследования, включающие создание методов получения тканевых эквивалентов, имеющих гистотипическую трехмерную структуру. Создание протоколов репрограммирования и дифференцировки клеток с индуцированной плюрипотентностью с целью получения специализированных пациент-специфических клеток для лечения болезней и методов обеспечения биобезопасности их применения.

3.3.3 Разработка биоактивных средств для направленного восстановления нормальной структуры измененных заболеванием органов и тканей

Болезни человека, обусловленные нарушением кровообращения тканей и органов вследствие стенозирующего поражения сосудов, такие как ишемическая болезнь сердца, ишемический инсульт и ишемические заболевания нижних конечностей, в том числе обусловленные ангиопатией при сахарном диабете, входят в ряд наиболее распространенных причин инвалидизации и смертности населения развитых стран. Потенциальным подходом к лечению таких больных является генно-клеточная терапия, направленная на стимуляцию роста новых сосудов, что позволяет без хирургического вмешательства улучшать кровоснабжение ткани, останавливать дегенеративные процессы и восстанавливать нормальную структуру органов.

Для генной терапии до 2025 года будут разработаны оригинальные высокоэффективные генетические конструкции, несущие гены факторов стимулирующих рост, клеточную миграцию, клеточную дифференцировку и специфические модификации внеклеточного матрикса, необходимые для регенерации поврежденных органов и тканей.

Фундаментальные поисковые исследования, включающие поиск новых мишеней, воздействие на которые стимулирует восстановление структуры органов и тканей. Исследование механизмов регенераторного воздействия при использовании новых молекулярных мишеней.

Проблемно-ориентированные исследования, включающие поиск оптимальных способов воздействия на новую, стимулирующую регенерацию мишень: выбор оптимальной природы препарата (генноинженерная конструкция, рекомбинантный белок, химически-ситнтезированное соединение); выбор способа воздействия на мишень (агонист, антагонист, ингибитор, аллотсерический регулятор и т.п.).

Задельные прикладные исследования, включающие разработку биоактивных веществ, способных стимулировать регенерацию тканей и органов сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, дыхательной, репродуктивной системы, кожи. Создание методов направленной доставки лекарств в определенные клетки и ткани. Создание методов терапевтической трансфекции клеток, как вне организма, так и в тканях пациента.