Создан синтетический самоорганизующийся коллаген,способный восстановить ткани

Ученые из США сообщают о создании синтетического коллагена, который по своим свойствам очень близок к природному аналогу. Коллаген используется специалистами по созданию искусственных тканей в лабораторных условиях – в качестве «лесов» для выращивания клеток.

На сегодняшний день для восстановления биологически тканей используется коллаген животного происхождения (чаще всего его заимствуют у коров), но такой это может привести к заражению бактериями и вирусами или нежелательному иммунному отклику при пересадке искусственной ткани в организм. Существующие синтетические заменители коллагена не обладают всеми присущими природному коллагену свойствами.

Исследователи из группы Джеффри Харгетринка (Jeffrey Hartgerink) из Университета Райса (Техас) модифицировали цепи, которые состоят из остатков аминокислот, в результате чего они получили возможность самоорганизовываться в наноразмерные фибриллы. Эти фибриллы суперспирализуются в большие по размеру волокна, которые, улавливая воду, образуют гидрогель – подобная схема самоорганизации характерна и для природного коллагена.

Коллаген – это фибрилльный полимер, субъединица которого состоит из 1000 аминокислотных остатков. Три цепи-субъединицы коллагена сплетаются, образуя тройную спираль, тройные спирали самоорганизуются, образуя волокна биоматериала.

Ученые из Техаса решили попытаться воспроизвести иерархическую самоорганизацию природного материала. Для этого ими был получены цепи аминокислот, которые могут самопроизвольно образовывать тройные спирали и обладают концевыми группами, способными к электростатическому взаимодействию. Благодаря своему строению отдельные нити-пептиды сплетались в тройные спирали, концы которых были способны к аттрактивному электростатическому взаимодействию, что способствовало далее происходящему образованию более протяженных структур.

На следующем этапе процесса удлиненные фибриллы сплетаются друг с другом, причем механизм подобной самоорганизации пока еще не ясен, с образованием узелков, которые способны образовывать гидрогели, связывая воду. При контакте с ферментом-коллагеназой синтетический белок имеет такую же скорость разложения, что и природный коллаген в таких условиях.