The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования включает: (1) Разработку новых гелеобразующих эмульсий на основе шаблонирования водной двухфазной системы (ВДС) как новой методики для получения клеточных кластероидов, где непрерывная водная фаза содержит гелеобразующий полимер. (2) Разработку и валидацию стабилизатора частиц, пригодного для новых гелеобразующих эмульсий ВДС, определенных в пункте (1). (3) Исследование распределения клеток между каплями ВДС и непрерывной фазой в системе ВДС с использованием фибробластов для подтверждения их предпочтительного нахождения в фазе капель, а не в гелеобразующей фазе. Мы также исследовали модельную систему на основе 3D ко-культуры человеческих мезенхимальных стволовых клеток (чМСК), полученных из разных тканевых источников, с клетками рака легких A549 в качестве in-vitro модели для контроля опухолевой пролиферации. Конкретной целью было определение того, как среда 3D клеточной культуры в ко-культуре чМСК, полученных из трех различных источников, и клеток A549 влияет на клеточную функцию, пролиферацию, межклеточные взаимодействия и апоптоз по сравнению с кластероидами, полученными из одиночных клеточных линий.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі мыналарды қамтиды: (1) Сулы екі фазалы жүйені (СЕФЖ) үлгілеу негізінде жаңа гельденетін эмульсияларды жобалау, үздіксіз сулы фазасы гельденетін полимерді қамтитын жасуша кластероидтарын дайындаудың жаңа әдісі ретінде. (2) (1) тармақта аталған жаңа гельденетін СЕФЖ эмульсияларына жарамды бөлшек стабилизаторын жобалау және растау. (3) Фибробласт жасушаларын қолдана отырып, олардың гельденетін фазаға қарағанда тамшы фазасын басым таңдауын қамтамасыз ету үшін, СЕФЖ тамшылары мен үздіксіз фаза арасындағы жасушалардың бөлінуін зерттеу. Сондай-ақ, біз ісік пролиферациясын басқарудың in-vitro моделі ретінде әр түрі ткань көздерінен алынған адам мезенхималық жасушалары (амМЖЖ) мен өкпе ісігінің A549 жасушаларының 3D бірге өсіру моделдік жүйесін зерттедік. Нақты мақсат – үш түрлі көзден алынған амМЖЖ және A549 жасушаларының бірге өсіруіндегі 3D жасуша мәдениеті ортасының, жалғыз жасуша сызықтарынан алынған кластероидтармен салыстырғанда, жасуша функциясына, пролиферацияға, жасушааралық өзара әрекеттесулерге және апоптозға әсерін анықтау болды.

Aim of work (in Russian) : Работа включает две основные цели: (1) Выявление новых водных двухфазных систем (ВДС) из гелеобразующих фаз для 3D клеточного культивирования. Принимая во внимание температурную стабильность, мы исследуем стабильность эмульсий ВДС в этом диапазоне. Будут протестированы пары взаимно несовместимых гелеобразующих полимеров для формирования капельной водной фазы. Основное внимание уделяется разработке двухэтапного процесса формирования ткани путем гелеобразования непрерывной фазы с клеточными кластерами, захваченными в каплях. (2) Исследование 3D ко-культуры человеческих мезенхимальных стволовых клеток (чМСК), полученных из разных тканевых источников, с клетками рака легких A549 в качестве in-vitro модели для контроля опухолевой пролиферации. Это подразумевает совместное культивирование 3D ко-культуры чМСК с клетками рака легких A549 или клетками рака молочной железы MDA MB 321 и оценку влияния исходного клеточного соотношения в клеточных сфероидах на пролиферацию, апоптоз и конечное клеточное соотношение после нескольких дней культивирования.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыс екі негізгі мақсатты қамтиды: (1) 3D жасуша өсіру үшін гельденетін фазалардың жаңа сулы екі фазалы жүйелерін (СЕФЖ) анықтау. Температуралық тұрақтылықты ескере отырып, біз осы ауқымда СЕФЖ эмульсияларының тұрақтылығын зерттейміз. Тамшылы сулы фазаны құру үшін өзара үйлесімсіз гельденетін полимер жұптары сыналады. Негізгі назар тамшыларда қамтылған жасуша кластерлері бар үздіксіз фазаны гельдеу арқылы ткань түзілуінің екі кезеңді процесін жобалауға бағытталған. (2) Ісік пролиферациясын басқарудың in-vitro моделі ретінде әр түрлі ткань көздерінен алынған адам мезенхималық жасушалары (амМЖЖ) мен өкпе ісігінің A549 жасушаларының 3D бірге өсіруін зерттеу. Бұл амМЖЖ 3D бірге өсіруін өкпе ісігінің A549 жасушаларымен немесе сүт безі ісігінің MDA MB 321 жасушаларымен бірге өсіруді және жасуша сфероидтарындағы бастапқы жасуша қатынасының бірнеше күн өсіруден кейінгі пролиферацияға, апоптозға және соңғы жасуша қатынасына әсерін бағалауды қамтиды.

Методы исследования (на русском) : Были использованы следующие методы: 1. Скрининг формирования водной двухфазной системы из выбранных несовместимых полимеров после их растворения в воде при высокой температуре (GEL и AGAR) и приведения их в контакт с водным раствором ПЭГ при 37 °C. 2. Формирование клеточных сфероидов с использованием эмульсии "вода-в-воде" на основе систем DEX/PEG, AGAR/PEG, GEL/PEG в присутствии клеток в питательной среде. 3. Выделение сфероидов и их культивирование для изучения их влияния на пролиферацию и жизнеспособность клеток. Это было выполнено с использованием МТС-теста и окрашивания Гёхстом/йодидом пропидия (PI). 4. 3D совместное культивирование чМСК с клетками рака легких (A549) в клеточных сфероидах с последующим анализом жизнеспособности клеток, их пролиферации и апоптоза через 48 часов, а также разделение сфероидов на отдельные клетки.

Методы исследования (на казахском) : Келесі әдістер қолданылды: 1. Таңдалған үйлесімсіз полимерлерді жоғары температурада суда еріткеннен кейін (GEL және AGAR) және оларды 37 °C-та ПЭГ-тің сулы ерітіндісімен байланыстырғаннан кейін құрылған сулы екі фазалы жүйенің қалыптасуын сұрыптау. 2. DEX/PEG, AGAR/PEG, GEL/PEG жүйелері негізінде "су-суда" эмульсиясын қолданып, қоректік ортадағы жасушалардың қатысуымен жасуша сфероидтарын алу. 3. Сфероидтарды бөліп алу және олардың жасушалардың пролиферациясы мен тіршілігіне әсерін зерттеу үшін өсіру. Бұл MTS тесті және Гёхст/PI бояуын қолдану арқылы жүргізілді. 4. Өкпе ісігінің (A549) жасушаларымен амМЖЖ-нің жасуша сфероидтарында 3D бірге өсіруі және одан кейін 48 сағаттан соң жасушалар тіршілігінің, пролиферациясы мен апоптозының талдауы, сондай-ақ сфероидтарды жеке жасушаларға бөлу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Мы разработали новую водную двухфазную систему (ВДС), в которой непрерывная фаза состояла из раствора гелеобразующего полимера, что обеспечивало стабильную матрицу для последующего формирования клеточных сфероидов. Мы идентифицировали две подходящие гелеобразующие системы: (1) на основе растворов полиэтиленгликоля (ПЭГ) с высокой молекулярной массой и желатина (GEL), и (2) содержащую раствор АГАР/ДЭКС (30%/70%) и ПЭГ, с общей концентрацией всех компонентов около 5-6 мас.% в среде DMEM в условиях клеточного культивирования. Мы исследовали капиллярно структурированные клеточные суспензии, где вторичная гелеобразующая фаза из ДЭКС/АГАР и GEL была диспергирована в фазе ПЭГ, что привело к созданию нового метода клеточного культивирования. Мы разработали новую технику бескаркасной тканевой инженерии, основанную на капиллярных суспензиях клеток в водных двухфазных системах (ВДС) на основе системы ДЭКС/ПЭГ, о чем мы опубликовали статью в Q1 2025 года в журнале Materials Chemistry Frontiers. В данном случае капиллярные мостики ДЭКС удерживают клетки вместе в трехмерной сети при очень низкой объемной концентрации фазы ДЭКС. Мы получили интересные результаты при совместном культивировании чМСК с клетками рака легкого (A549), где через 48 ч. 3D ко-культивирования в среде с высоким содержанием глюкозы была обнаружена значительная "каннибализация" чМСК, что указывает на подавление популяции чМСК клетками рака легкого и, как следствие, усиление пролиферации раковых клеток.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Біз үздіксіз фазасы гельденетін полимер ерітіндісінен тұратын, жасуша сфероидтарын кейінірек алу үшін тұрақты матрицаны қамтамасыз еткен жаңа сулы екі фазалы жүйені (СЕФЖ) жобаладық. Біз осындай екі жарамды гельденетін жүйені анықтадық: (1) жоғары молекулалық массалы полиэтиленгликоль (ПЭГ) және желатин (GEL) ерітінділері негізіндегі жүйе және (2) АГАР/ДЭКС (30%/70%) және ПЭГ ерітіндісін қамтитын жүйе, барлық компоненттердің жалпы концентрациясы жасуша өсіру жағдайында DMEM ортасында шамамен 5-6 мас.%. Біз сондай-ақ ПЭГ фазасында диспергалған ДЭКС/АГАР және GEL екінші реттік гельденетін фазасының капиллярлық құрылымдасқан жасуша суспензияларын зерттедік, бұл жасуша өсірудің жаңа әдісіне әкелді. Біз ДЭКС/ПЭГ жүйесі негізіндегі сулы екі фазалы жүйелердегі (СЕФЖ) жасушалардың капиллярлық суспензияларына негізделген каркассыз ткань инженериясының жаңа әдісін әзірледік, бұл туралы біз 2025 жылдың бірінші ширегінде Materials Chemistry Frontiers журналында мақала жарияладық. Мұнда ДЭКС-тің капиллярлық көпірлері жасушаларды ДЭКС фазасының өте төмен көлемдік концентрациясында (1-2%) үш өлшемді желіде бірге ұстап тұрады. Біз амМЖЖ-нің өкпе ісігінің (A549) жасушаларымен бірге өсіруінде өте қызықты нәтижелерге қол жеткіздік, онда жоғары глюкоза концентрациясы бар ортада 3D бірге өсірудің 48 сағатынан кейін амМЖЖ-нің айтарлықтай "каннибализациясы" анықталды. Бұл өкпе ісігінің жасушалары амМЖЖ популяциясын басып алып, осылайша ісік пролиферациясын күшейтетінін көрсетеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : На данном этапе это неприменимо.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұл кезеңде қолданылмайды.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : не применимо

Efficiency (in Kazakh) : қолданылмайды

Field of application (in Russian) : 3D-культивирование клеток, тканевая инженерия, терапия рака стволовыми клетками

Field of application (in Kazakh) : 3D жасуша культурасы, тіндік инженерия, қатерлі ісіктің дің жасушаларын емдеу