У спільному дослідженні взяли участь співробітники кафедри органічної хімії Інституту хімії та хімічних технологій: професор Станіслав Воронов, доценти: Юрій Стецишин, Віктор Васильєв, с.н.с. Христина Гаргай, а також цьогорічні випускники магістратури, майбутні аспіранти: Остап Ліщинський і Яна Шимборська.
Науковці розробили нове кополімерне наноструктурне покриття для вирощування клітин, що важливе для штучного запліднення тварин. Ці успішні комплексні дослідження відкривають нові горизонти для підвищення ефективності штучного запліднення. Воно є перспективним матеріалом для вирощування комплексу клітин і має потенціал для застосування у ветеринарній та репродуктивній медицині. Обопільними зусиллями науковці виготовили три типи конструйованих покриттів за принципом прищеплених полімерних щіток, дослідили їхній склад, товщину та морфологію. Також вдалося з’ясувати, що хімічна природа поверхні полімеру відіграє вирішальну роль у рості та розвитку клітин гранульози отриманих із фолікулів яйників корів, а отже, ооцит-кумулюсних комплексів.
Розповідає керівник наукової групи львівських політехніків, докторант кафедри органічної хімії Юрій Стецишин:
― На кафедрі ми здійснюємо декілька напрямів досліджень. Одне з них ― розвиток нових «розумних» полімерних матеріалів для вирощування різних типів клітин, зокрема і ооцитів. Тобто ми синтезуємо, досліджуємо полімери та вивчаємо їхнє застосування у біонанотехнологіях.
Як це відбувається на практиці? Беремо скляну пластинку, здійснюємо з нею різні модифікації і формуємо прищеплений полімерний шар певної хімічної природи. Цей прищеплений шар якось позитивно чи негативно впливає на різні типи клітин. У нашому випадку, про який говоримо зараз, досліджуємо можливість застосування цього шару у ветеринарії і репродуктивній біотехнології, а саме ― для вирощування клітин ооцитів. Добираємо певні умови, щоб ооцити гарно прилипали до поверхні, а довкола них інтенсивно розмножувалися допоміжні клітини гранульози.
А наше безпосереднє завдання ― приготування полімерного наношару певної хімічної природи та визначеної топографії поверхні. Наші колеги з Інституту біології тварин (тут хочу відзначити проф. М. Шарана та с.н.с. Д. Остапіва) безпосередньо тестують матеріали для росту клітин гранулоцитів та ооцитів. Подібні роботи також виконуємо у співпраці з Львівським національним університетом ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С.З. Ґжицького, Інститутом фізики ім. М. Смолуховського Ягеллонського університету, Гірничо-металургійною академією ім. С. Сташиця (Польща), Лінцським університетом ім. Й. Кеплера (Австрія).
― Яких результатів на сьогодні вдалося досягнути?
― Здійснити спільне дослідження трьох інституцій. Така кооперація дає хороші результати. Ми підібрали таке наноструктурне покриття, яке безпосередньо стимулює ріст ооцитів, тому цей тип клітин комфортно на ньому почувається: не гине, не розповзає в різні боки, а гарно росте і формує добре розвинені компактні структури.
Маємо позитивний досвід хімічних досліджень синтезу на рівні нанотехнологій, однак нам бракує високопрофесійного складного обладнання, що коштує мільйони доларів. У провадженні досліджень нас виручає Ягеллонський університет. Для встановлення хімічної структури поверхні та її морфології послуговуємося такими приладами як часопролітна вторинна мас-спектроскопія та атомна силова мікроскопія. Тобто ми фактично на нанорівні знаємо висоту перепадів, горби, а також точну хімічну структуру поверхні. Фактично це підтвердження, що ми здійснили цю модифікацію.
― Яке практичне застосування цього дослідження?
― Ми, науковці, маємо багаторічну проблему: як зберегти та виростити ооцити? Тобто може бути така ситуація: з худоби, призначеної для забою, треба відібрати ооцити, завдяки яким можна виростити нову велику рогату худобу, близьку до тієї, з якої беремо матеріал. Це не буде клон чи копія, а близька за даними характеристики особина. Наше завдання ― зберегти та виростити ооцити до певного рівня, а тоді вже можна здійснювати запліднення та переносити ембріони у тварину реципієнта. Одне з основних завдань на цьому шляху синтезувати такі полімерні матеріали, на яких ооцит-кумулюсний комплекс буде успішно рости та розвиватися. Якщо клітини добре ростуть, то, відповідно, з ними потім можна робити інші біотехнологічні маніпуляції.
Над цим дослідженням ― синтез наноструктурованого полімерного матеріалу та вирощування клітин ооцитів ― ми працювали близько чотирьох років. Добираємо різну хімічну структуру, робимо на поверхні різні наноструктури і вивчаємо, як клітини далі поводяться.
