Инкапсуляция клеток


Инкапсуляция, или инкапсулирование (также микроинкапсуляция / микроинкапсулирование) клеток — технология, заключающаяся в иммобилизации жизнеспособных клеток в полимерной полупроницаемой мембране или матриксе, которые позволяют двунаправленную диффузию молекул кислорода, питательных веществ, факторов роста и других, необходимых для клеточного метаболизма, и внешнюю диффузию продуктов жизнедеятельности и терапевтических белков, в то же время предотвращая их контакт с иммунными клетками и крупными белками, способный инициировать иммунный ответ и уничтожение этих клеток.

Главная цель разработок в области инкапсулирования клеток — преодолеть отторжение трансплантата в тканевой инженерии и, тем самым, уменьшить необходимость долгосрочного использования иммунодепрессантов после трансплантации органов и тканей.

Первые успешные опыты в направлении инкапсуляции клеток в полимерные мембраны были опубликованы в 1934 году Винченцо Бишелье[1]. Он продемонстрировал[источник не указан 2920 дней], что опухолевые клетки в полимерной структуре, пересаженные в брюшную полость свиньи, остаются жизнеспособными в течение длительного периода без отторжения их иммунной системой.

Тридцать лет спустя, в 1964 году, Томас Чанг[англ.] предложил идею инкапсулировать клетки в ультратонкие мембраны, он же ввёл термин «искусственные клетки»[англ.], чтобы определить понятие биоинкапсуляции. Он предположил, что эти капсулы, полученные капельным методом, не только защитят скрытые клетки от иммунного отторжения, но также обеспечат высокое соотношение поверхности к объёму, что увеличит доставку кислорода и питательных веществ. Двадцатью годами позже этот подход был успешно введён в практику на небольших модельных животных, когда были разработаны микрокапсулы из альгинат-полилизин-альгината (АПА) для трансплантированных диабетическим крысам островковых клеток. Исследование показало, что клетки оставались жизнеспособными и контролировали уровень глюкозы в течение нескольких недель. В 1998 году начали проводить испытания на людях: инкапсулированные клетки, вырабатывающие цитохром P450, были успешно использованы в неоперабельном раке поджелудочной железы. Продление жизни больных было примерно в два раза больше ранее известных аналогичных случаев.