Оценка безопасности применения рекомбинантных аналогов спидроинов как биодеградируемых матриксов для регенеративной медицины

Цель исследования — изучить токсические параметры (хроническую токсичность, местно-раздражающее и сенсибилизирующее действие) медицинских изделий Гидрогель RS и Микрогель RS, предназначенных для применения в области регенеративной медицины в качестве имплантатов для замещения дефектов мягких и костных тканей, в лечении глубоких ожогов, а также для культивирования клеток in vitro при испытании лекарств.

Материалы и методы. Работа выполнена на аутбредных крысах линии Wistаr, кроликах породы шиншилла, морских свинках. Проведено изучение хронической токсичности, местно-раздражающего и сенсибилизирующего действия медицинских изделий Гид­рогель RS и Микрогель RS (ГосНИИгенетика, Россия) на основе рекомбинантного спидроина при накожном нанесении и внутримышечном введении. При исследовании хронической токсичности регистрировали интегральные, гематологические, биохимические показатели. Местно-раздражающее действие изучалось в патоморфологических исследованиях места введения медицинских изделий. Для изучения сенсибилизации применяли методы максимального сенсибилизирующего воздействия и закрытых накожных аппликаций.

Результаты. Выявлено, что медицинские изделия Гидрогель RS и Микрогель RS являются безвредными средствами при использовании в течение 90 суток, не обладают раздражающим действием при накожном нанесении и внутримышечном введении, не имеют сенсибилизирующих свойств.

Заключение. Медицинские изделия Гидрогель RS и Микрогель RS могут быть рекомендованы для проведения клинических испытаний в качестве имплантатов для замещения дефектов мягких и костных тканей, при лечении глубоких ожогов, а также для культивирования клеток in vitro при испытании лекарств.

1. Girotti A., Orbanic D., Ibáñez-Fonseca A., Gonzalez-Obeso C., Rodríguez-Cabello J.C. Recombinant technology in the development of materials and systems for soft-tissue repair. Adv Healthc Mater 2015; 4(16): 2423–2455, https://doi.org/10.1002/adhm.201500152.
2. Carletti E., Motta A., Migliaresi C. Scaffolds for tissue engineering and 3D cell culture. Methods Mol Biol 2011; 695: 17–39, https://doi.org/10.1007/978-1-60761-984-0_2.
3. Kluge J.A., Rabotyagova O., Leisk G.G., Kaplan D.L. Spider silks and their applications. Trends Biotechnol 2008; 26(5): 244–251, https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.02.006.
4. Spiess K., Lammel A., Scheibel T. Recombinant spider silk proteins for applications in biomaterials. Macromol Biosci 2010; 10(9): 998–1007, https://doi.org/10.1002/mabi.201000071.
5. Schacht K., Jüngst T., Schweinlin M., Ewald A., Groll J., Scheibel T. Biofabrication of cell-loaded 3D spider silk constructs. Angew Chem Int Ed Engl 2015; 54(9): 2816–2820, https://doi.org/10.1002/anie.201409846.
6. Humenik M., Smith A.M., Scheibel T. Recombinant spider silks — biopolymers with potential for future applications. Polymers 2011; 3(4): 640–661, https://doi.org/10.3390/polym3010640.
7. Bogush V.G., Sokolova O.S., Davydova L.I., Klinov D.V., Sidoruk K.V., Esipova N.G., Neretina T.V., Orchanskyi I.A., Makeev V.Y., Tumanyan V.G., Shaitan K.V., Debabov V.G., Kirpichnikov M.P. A novel model system for design of biomaterials based on recombinant analogs of spider silk proteins. J Neuroimmune Pharmacol 2008; 4(1): 17–27, https://doi.org/10.1007/s11481-008-9129-z.
8. Bogush V.G., Davydova L.I., Moisenovich M.M., Sidoruk K.V., Arkhipova A.Yu., Kozlov D.G., Agapov I.I., Kirpichnikov M.P., Debabov V.G. Characterization of biodegradable cell micro and macro carriers based on recombinant spidroin. Appl Biochem Microbiol 2014; 50(8): 780–788, https://doi.org/10.1134/s000368381408002x.
9. Moisenovich M.M., Pustovalova O., Shackelford J., Vasiljeva T.V., Druzhinina T.V., Kamenchuk Y.A., Guzeev V.V., Sokolova O.S., Bogush V.G., Debabov V.G., Kirpichnikov M.P., Agapov I.I. Tissue regeneration in vivo within recombinant spidroin 1 scaffolds. Biomaterials 2012; 33(15): 3887–3898, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2012.02.013.
10. ГОСТ Р ИСО 10993-10-2009. Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изде­лий. Часть 10. Исследования раздражающего и сенси­би­лизирующего действия. М: Стандартинформ; 2010.
11. Moisenovich M.M., Malyuchenko N.V., Arkhipova A.Y., Kotlyarova M.S., Davydova L.I., Goncharenko A.V., Agapova O.I., Drutskaya M.S., Bogush V.G., Agapov I.I., Debabov V.G., Kirpichnikov M.P. Novel 3D-microcarriers from recombinant spidroin for regenerative medicine. Dokl Biochem Biophys 2015; 463(1): 232–235, https://doi.org/10.1134/s1607672915040109.
12. Moisenovich M.M., Malyuchenko N.V., Arkhipova A.Y., Goncharenko A.V., Kotlyarova M.S., Davydova L.I., Vasil’eva T.V., Bogush V.G., Agapov I.I., Debabov V.G., Kirpichnikov M.P. Recombinant 1F9 spidroin microgels for murine full-thickness wound repairing. Dokl Biochem Biophys 2016; 466(1): 9–12, https://doi.org/10.1134/s1607672916010038.

Lapshin R.D., Loginov P.A., Belousova I.I., Zhemarina N.V., Prodanets N.N., Solovyova T.I., Stchelchkova N.А., Snopova L.B., Mukhina I.V., Davydova L.I., Bogush V.G. Estimating the Safety of Using Recombinant Analogues of Spidroins as Biodegradable Scaffolds for Regenerative Medicine. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(1): 38, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.1.04