Лаборатория биомедицинских материалов
Отдел биоматериалов и бионанотехнологий
Руководитель: Марквичева Елена Арнольдовна, д. х. н. |
Группа разрабатывает и изучает различные биодеградируемые материалы (скаффолды) на основе природных и синтетических полимеров для тканевой инженерии и регенеративной медицины При этом такие биоматериалы представлены в различных формах, в частности в виде пленок, нано- и микроволокон, гидрогелей, микрочастиц (микроносителей для роста клеток) Для изучения цитотоксичности и других важных свойств полученных матриксов в модели in vitro используются различные культуры клеток (фибробласты, остеобласты, стволовые мезенхимальные клетки и др). Кроме того, в группе разрабатываются как различные системы доставки противоопухолевых лекарств (наночастицы, мицеллы, липосомы, полиэлектролитные наноконтейнеры и др), так и новые 3D in vitro модели на основе мультиклеточных опухолевых сфероидов для тестирования этих систем. Такие 3D in vitro модели перспективны для исследования механизмов действия противораковой терапии (химиотерапия, фотодинамическая терапия и др) и скрининга новых лекарств, а также средств их доставки непосредственно перед клиническими испытаниями. Их использование позволяет удешевить клинические испытания и минимизировать количество животных, необходимых для этих тестов.
Группа сотрудничает с различными лабораториями ИБХ, а также с Национальным политехническим институтом Лотарингии (Нанси, Франция), Центром биоматериалов Льежского университета (Льеж, Бельгия), Страсбургским университетом (Страсбург, Франция), Институтом Oniris (Нант, Франция), Королевским университетом (Кингстон, Канада) и др.
Группа основана как независимое подразделение в 2017 г., выделившись из Лаборатории полимеров для биологии.
Группа занимается разработкой биодеградируемых матриксов (микроносители, волокна, гидрогели, пленки) для регенеративной медицины (рис. 1.), систем доставки противоопухолевых лекарств (рис. 2), различных 3D-моделей in vitro на основе мультиклеточных опухолевых сфероидов (опухолевые сфероиды в микрокапсулах (рис. 3), на основе сфероидов, полученных из монослойной культуры клеток с помощью RGD- пептидов (рис. 4), сфероидов из опухолевых и нормальных клеток, полученных с помощью RGD-пептидов (рис. 5)).

Рис.1. Рост мышиных фибробластов L929 на биодеградируемых полилактидных микроносителях (A), микроволокнах (B), в макропористых гидрогелях из хитозана и гиалуроновой кислоты (С), а также мезенхимальных стволовых клеток человека на хитозановых пленках, обработанных низкотемпературной плазмой в разряде постоянного тока (D). Клетки окрашены витальным красителем Сalcein AM (зеленый цвет), а структура матриксов визуализирована с помощью красителя DAPI (синий цвет). СЭМ (A,B) и конфокальная лазерная микроскопия (С,D).

Рис. 2 Полисахаридные микроконтейнеры для доставки противораковых лекарств и их накопление в клетках M-3 (мышиная меланома) в 2D (монослойная культура) и в 3D (сфероиды) моделях.

Рис.3. Опухолевые сфероиды из клеток рака молочной железы человека MCF-7, полученные культивированием в биосовместимых альгинат-хитозановых микрокапсулах.

Рис. 4. Получение опухолевых сфероидов с помощью самопроизвольной агрегации клеток, индуцированной добавлением RGD-пептидов непосредственно к монослойным клеточным культурам.

Рис.5. Два подхода для получения сфероидов из раковых и нормальных клеток c помощью RGD- пептидов.
Ф.И.О. | Должность | Контакты |
---|---|---|
Марквичева Елена Арнольдовна, д. х. н. | зав. лаб. | lemark@ibch.ru, |
Акасов Роман Александрович, к. х. н. | н.с. | roman.akasov@gmail.com, |
Селина Оксана Евгеньевна, к. х. н. | н.с. | oselina@inbox.ru |
Гилёва Анастасия Михайловна | м.н.с. | sumina.anastasia@mail.ru |
Дроздова Мария Георгиевна | м.н.с. | drozdovamg@gmail.com |
Балабанова Татьяна Викторовна | асп. | balabanovatv88@gmail.com |
Хованкина Анна Викторовна | асп. | khovankina@gmail.com, |
Избранные публикации (показать все)
Все публикации (показать избранные)
Научные проекты
Марквичева Елена Арнольдовна
- Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 На карте
- ИБХ РАН, корп. 34, комн. 422
- Тел.:
+7(495)336-06-00 - Эл. почта: lemark@ibch.ru
Биодеградируемые полиэлектролитные наноконтейнеры на основе природных полисахаридов

Разработаны биодеградируемые полиэлектролитные наноконтейнеры на основе природных полисахаридов, загруженные липофильным противораковым препаратом тимохиноном. Эффективность накопления в клетках и цитотоксичность наноконтейнеров изучили на культурах раковых клеток в 2D (монослойная культура) в 3D (опухолевые сфероиды) in vitro моделях. Показана возможность их использования для пролонгированной доставки различных противораковых липофильных лекарств.
Совместно с ФНИЦ “Кристаллография и фотоника РАН”
Публикации
- (2020). Fabrication and evaluation of nanocontainers for lipophilic anticancer drug delivery in 3D in vitro model. J Biomed Mater Res B Appl Biomater ,
Керасомы для доставки доксорубицина
Практически все противораковые лекарства плохо растворимы в воде и обладают низкой селективностью, что приводит к побочным эффектам. Проблему можно решить, загрузив лекарства в наноносители. Однако, все представленные в настоящее время на фармацевтическом рынке лекарства на основе наноносителей (липосом) не обладают достаточной стабильностью для обеспечения длительного их циркулирование в кровотоке. В Лаборатории биомедицинских материалов (рук. Марквичева Е.А.) совместно с коллегами из Московского технологического университета (кампус МИТХТ) разработали и протестирjвали в 3D in vitro модели липосомы нового типа – керасомы. Последние представляют собой модифицированные катионные липосомы, покрытые кремний-органической оболочкой, что позволяет обеспечить пролонгированное высвобождение противораковых лекарств, в частности доксорубицина. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Science & Engineering C (IF 5.08).
Публикации
- (2019). Lipoamino acid-based cerasomes for doxorubicin delivery: Preparation and in vitro evaluation. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 100, 724–734