Покровы тела атлантической медузы Cassiopea andromeda по структуре похожи на кожу человека, и если клетки стрекающего в них заменить на человеческие, может получиться искусственная кожа, сообщается в Materials Science and Engineering: C. Децеллюляризация, то есть избавление от клеток медузы, не нарушает эластичность материала и не делает его токсичным для фибробластов кожи других видов.

Повреждения кожи от ожогов, крупных ран и других причин встречаются часто, и средства их восстановления весьма востребованы. Ускорять и улучшать регенерацию кожи позволяют специальные подложки из внеклеточного матрикса — совокупности веществ, выделяемых клетками соединительной ткани фибробластами. Их можно заселять новыми клетками кожи, которые впоследствии образовывали бы полноценную ткань на месте ранения.

Сейчас существуют различные варианты внеклеточного матрикса (ВКМ). Обычно их создают из настоящей донорской кожи различных животных (коров, свиней и так далее), которую лишили ее собственных фибробластов. В идеале они должны иметь трехмерную структуру и обеспечивать прорастание сквозь них кровеносных сосудов и волос. Еще одна проблема: ряд людей по религиозным соображениям не готов носить на себе то, что когда-то было кожей священного или, напротив, «нечистого» животного.

Новый источник внеклеточного матрикса предложили сотрудники Научно-исследовательского центра штата Юкатан во главе с Найели Родригес-Фуэнтес (Nayeli Rodríguez-Fuentes). Они обратили внимание на то, что коллаген и другие белки внеклеточного матрикса присутствуют и у морских беспозвоночных, и конкретно у стрекающих нередко находят самые необычные и полезные для медицины биомолекулы.

В качестве объекта для выделения внеклеточного матрикса команда Родригес-Фуэнтес выбрала медузу Cassiopea andromeda (ранее Cassiopea xamachana). Это животное родом из Средиземного моря, но из-за человека попало в Мексиканский залив и стало там интенсивно размножаться.

Исследователи взяли покровы зонтика 112 медуз, промыли дистиллированной водой и на сутки погрузили в одномолярный раствор хлорида натрия, чтобы избавиться от клеток «кожи» и оставить только компоненты внеклеточного матрикса. Затем, после действия пероксида водорода, детергентов и этанола ученые попробовали окрасить полученный матрикс веществами, которые реагируют на присутствие ДНК, а также использовали спектрофотометрию, чтобы определить количество дезоксирибонуклеиновой кислоты в образцах.

После исследователи оценили эластичность внеклеточного матрикса медуз, изменение его физических свойств при нагревании, структуру слоев. На всех стадиях эксперимента химический состав, физические свойства и структуру обработанного матрикса медуз сравнивали с таковыми для контрольных, необработанных образцов. Наконец, децеллюлярзованный ВКМ попробовали заселить фибробластами кожи человека.

Внеклеточный матрикс покровов зонтика кассиопеи до и после децеллюляризации. Сине-фиолетовым показаны ядра клеток медузы / Irving Fernández-Cervantes et al. / Materials Science and Engineering: C, 2020

Химическая обработка позволила снизить содержание ДНК в обработанных покровах медузы на 70 процентов. При этом токсичным для человеческих клеток кожи ВКМ не стал: фибробласты прикреплялись к нему и держались по крайней мере неделю. Физические свойства внеклеточного матрикса не ухудшились после децеллюляризации.

Авторы заключают, что покровы зонтика кассиопей можно использовать для создания искусственной кожи человека.

Вероятно, в ряде случаев такой материал для регенерации будет более оправдан с этической точки зрения (в крупных религиях нет запрета на использование медуз), равно как и с позиций экологии (кассиопей можно выращивать на фермах, и если даже вылавливать их прямо из Мексиканского залива, это не должно повредить местным экосистемам). Однако нужно еще выяснить, как искусственная кожа на основе покровов медузы поведет себя in vivo.