Ноу-хау в медицине: Казахстанские ученые разрабатывают суперклей для заживления ран

Несколько лет назад американские ученые начали изучать структуру биссусных нитей, которые вырабатывают моллюски. Первые промежуточные результаты были опубликованы более пяти лет назад в журнале «Nature Chemical Biology». Секрет природного клея моллюсков состоит во взаимодействии трех видов белков, которые прикрепляют ракушки к любой подводной поверхности, причем раковины остаются на месте даже при сильном течении.

Казахстанские ученые смогли вычислить формулу природного клея моллюсков и создать его синтетический аналог.

«Ген был опубликован в статье. Его прочитали наши ученые и подумали: а почему бы нам не использовать клей, который производит моллюск? И поскольку у нас нет этого моллюска и его ДНК, то наш ученый Александр Шустов синтезировал его искусственно, что тоже достаточно нелегко. Полученный белок необходимо было очистить биохимическим образом. Теперь перед вами клей», – рассказал генеральный директор РГП «Национальный центр биотехнологии» Комитета науки МОН РК Ерлан Раманкулов.

Кандидат биологических наук Александр Шустов разработку, на которую было потрачено около двух лет, представил лично. По его словам, на сегодняшний день высокая устойчивость «суперклея» морских мидий и его способность застывать в воде удалось полностью повторить в инновационной разработке.

«Мы создали рекомбинантный адгезивный белок, который производится с использованием технологий рекомбинантных ДНК в рекомбинантном штамме кишечной палочки, который обеспечивает склеивание во влажной среде. Его адгезивная прочность является весьма высокой. Мы еще не дошли до тестов на биосовместимость, это запланировано, но, по данным научной литературы, аналогий тому, что делаем мы, на основе технологий, подобной нашей, в мире нигде нет», – поделился А.Шустов.

Как чудо-клей сможет помочь в медицине?

Биосовместимость и способность клея застывать в воде даст в будущем возможность применить инновационное открытие самым эффективным образом. По словам казахстанского ученого, клей можно будет применять как в хирургии, так и в стоматологии.  

«Тот клей, который делаем мы, потенциально будет обладать адгезионной прочностью существенно более высокой, чем пластический фибриновый клей. Примерно в 100 раз прочнее. Это означает, что его можно будет применять как в стоматологии – вставлять зубы или клеить коронки, так и в хирургии - закрывать хирургические раны. В данном случае клей выступает, как замена хирургического шва и хирургического материала. Что еще важно – заживление будет осуществляться быстрее и не будут образовываться хирургические шрамы», – рассказал А.Шустов.  

Причем такие выводы казахстанский ученый делает совсем не преждевременно. Параллельно разработкой чудо-клеев занимаются в Корейской Республике, где уже приступили к экспериментам на животных.  

«Эксперименты, выполненные нашими корейскими коллегами, которые демонстрируют чрезвычайную технологию заживления искусственных хирургических ран на экспериментальных животных, показало, что само схватывание клея происходит очень быстро, в специальных условиях – за одну минуту. Во-вторых, клей позволяет закрывать протяженные раны, то есть его реально можно использовать для закрытия ран в условиях реальной хирургической операции. Прочность склеенных соединений позволяет не использовать обычные хирургические швы, и процесс заживления происходит очень быстро. На экспериментальных животных всего через 2 недели происходит полное заживление раны, при этом клей, поскольку является биосовместимым, эффективно разрушается в организме. Хирургическая рана заживляется полностью без образования рубца», - рассказал А.Шустов в ходе интервью.

Однако от корейских коллег в Казахстане отставать не намерены – уже в ближайшее время ученые центра намерены перейти к следующей стадии – доклиническим испытаниям на животных.  

«До стадии клинических исследований мы должны произвести стадию доклинических испытаний на животных. Это само по себе сложная процедура. В этом году мы планируем начать создание формы клея, которую можно будет использовать в экспериментах на животных. Испытания многостадийные и сколько они займут времени, пока говорить невозможно. В общей сложности, я думаю, займет не меньше полугода. Для данной стадии в Казахстане есть необходимые специалисты и все условия. Животные, которые мы планируем использовать в эксперименте - крысы и кролики уже закуплены. Для нужд данного проекта нам понадобится примерно сотня крыс и три кролика», – сообщил ученый.

Сумма финансирования проекта – 9,8 млн тенге в год. Два года уже позади. Ученые надеются, что если все пойдет по плану, то уже к 2020 году готовый продукт удастся представить для коммерциализации.

Эксперимент 

Чтобы убедить журналистов агентства, что клей действительно работает, казахстанский ученый решил провести небольшой эксперимент. Делать операцию бедным животным никто не стал, понадобилось лишь две железные линейки, предварительно смоченные водой и склеенные между собой.

«На вот такие две линейки можно подвесить до 400 грамм, если они склеены обычным хирургическим клеем. Мы на эти линейки подвесим до сорока килограмм. Стандартный клей, который работает сейчас, в 100 раз слабее, чем клей, который мы сейчас разрабатываем», - признается А.Шустов.

Подвесив линейку замысловатым способом к одной из полок в лаборатории, ученый принес самую обыкновенную флягу для воды, которую собирался наполнить. Подвесив к другому концу линейки емкость, Шустов приступил к процессу. Уже на 8-ми литрах послышался треск, но сломалась вовсе не линейка – полка перестала выдерживать.

«Мы уже вешали кирпичи, ведра с водой – висело неделями, ничего не ломалось», - смеется казахстанский ученый.

Конструкцию удалось соорудить снова, и эксперимент продолжился, причем достаточно успешно, и уже скоро флягу заполнило ровно 40 литров воды. Линейка по-прежнему оставалась целой.

Как показывает эксперимент, казахстанские ученые на верном пути, а значит, не за горами инновационный прорыв в отечественной медицине.

Видео:Кенжетай Аксейтов