Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) установили, что коллаген, полученный из рыбьей чешуи, может быть эффективен для различных биомедицинских применений, таких как заживление ран.
Рыбья чешуя, которую обычно удаляют перед приготовлением, обнаружила, что она содержит коллаген, который при дальнейшей модификации и нанесении на мышей способствует формированию кровеносных и лимфатических сосудов, тем самым повышая потенциал восстановления и регенерации тканей.
Во главе с учеными NTU доцентом Клео Чун и доцентом Эндрю Таном, а также в сотрудничестве с доцентом Вероникой Анджели из Национального университета Сингапура, результаты работы группы были недавно опубликованы в рецензируемом журнале Acta Biomaterialia.
Коллаген не только сам по себе способствует заживлению ран, но и обещает стать носителем лекарств, которые могут ускорить заживление ран, таких как факторы роста. Однако в своей естественной, немодифицированной форме коллаген становится растворимым только в кислых условиях, которые повреждают лекарства.
Используя химическую модификацию, ученые NTU смогли создать водорастворимый коллаген из рыбьей чешуи, открыв возможность того, что этот коллаген может включать в себя лекарства и успешно использоваться для изготовления раневых повязок с превосходным заживляющим потенциалом.
В предыдущем связанном исследовании, опубликованном в Journal of Materials Science: Materials in Medicine, та же группа ученых NTU обнаружила, что коллаген, полученный из рыбьей чешуи, будет побуждать эндотелиальные клетки пупочной вены человека экспрессировать в 2,5 раза больше специфического тип коллагена, ответственный за образование кровеносных сосудов, по сравнению с эндотелиальными клетками, культивируемыми на бычьем коллагене. Это говорит о том, что коллаген, полученный из рыбьей чешуи, может быть разработан для использования в биомедицинских целях.
Выводы группы привлекли внимание международных компаний-производителей биомедицинских продуктов на основе коллагена, которые заинтересованы в использовании не млекопитающих источников для преодоления биологических и культурных недостатков, связанных с бычьим и свиным коллагеном.
Ассистент профессора Клео Чунг из Школы материаловедения и инженерии NTU сказала: «В настоящее время коллаген широко используется для различных биомедицинских применений. свиньи, коровы и овцы.
"Следовательно, клиническое применение этих материалов было ограничено из-за культурных и религиозных ограничений, связанных с этими материалами, полученными из тканей млекопитающих. Кроме того, необходимо проводить дополнительные проверки и обработку из-за риска заболеваний, которые может передаваться от млекопитающих к человеку."
Доцент Эндрю Тан из Школы биологических наук NTU сказал: «Коллаген обычно используется в качестве перевязочного материала для ран из-за его благоприятных биологических свойств. Наложение коллагеновых повязок на рану для стимуляции роста тканей может помочь при самых разных травмах. Коллагеновые повязки бывают всех форм и размеров: гели, пасты, порошки и подушечки. Он потенциально может лечить раны всех размеров».
Около 200 миллиграммов (мг) коллагена можно получить из 10 граммов рыбьей чешуи - столько же можно получить из одной или двух рыб. Получение рыбьей чешуи не требует больших затрат, поскольку ее обычно выбрасывают, по сравнению с такими источниками, как воловья кожа, которые имеют широкий спектр других применений. Без учета трудозатрат материалы, используемые для извлечения 100 мг коллагена из рыбьей чешуи в лаборатории, стоят чуть более 4 сингапурских долларов.
Местные рыболовные партнеры в исследованиях
Исследовательская группа сотрудничала с местной сингапурской рыбной фермой, которая снабжала команду рыбьей чешуей морского окуня, змееголова и тилапии.
Г-н Тео Кхай Сенг, владелец сингапурской компании KhaiSeng Trading & Fish Farm Pte Ltd, сказал: «Мы очищаем от чешуи и продаем более 200 рыб в день оптовикам, ресторанам и покупателям. Если эта выброшенная рыбья чешуя может привести к успешному биомедицинскому применению в будущем, это было бы хорошим использованием этих отходов».
Команда ведет переговоры с несколькими местными рыбными хозяйствами, чтобы изучить способы преобразования отходов аквакультуры в полезные материалы, а также увеличить масштабы процесса извлечения коллагена для эффективного управления отходами в ресурсы.
Согласно отчету о состоянии мирового рыболовства и аквакультуры за 2016 год, опубликованному Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН, ожидается, что к 2025 году производство продукции аквакультуры достигнет 102 млн тонн. производится ежегодно.
За последние шесть лет команда NTU, стоящая за этим исследованием, сосредоточилась на способах преобразования малоценных, непродаваемых отходов аквакультуры в более ценный ресурс.
Другие проекты команды NTU включают получение углеводов из панцирей креветок и бурых водорослей для биомедицинских целей.
В рамках проекта, связанного с проектом по рыбьей чешуе, ученые обнаружили, что шкуры лягушек-быков также являются хорошим источником коллагена. «Наши результаты превращают рыбью чешую и кожу лягушек, которые часто выбрасывают, в потенциально полезный альтернативный источник коллагена», - говорит доцент Клео Чунг.