Ученые научились создавать 3D-фигуры из живых тканей

Ученые научились создавать 3D-фигуры из живых тканей

Ученые научились создавать 3D-фигуры из живых тканей

29 декабря 2017
Покажи другу:

Биоинженеры Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UC San Francisco) продемонстрировали, что многие сложные формы, составляющие тела млекопитающих и внутренние структуры их тканей, могут быть воссозданы лишь следуя достаточно простым инструкциям, что, в свою очередь, предоставляет основу для применения в будущем, от органов, создаваемых в лабораторных условиях, до мягкой робототехники.

В своей новой работе, опубликованной 28 декабря этого года в журнале ‘Developmental Cell’, исследователи обнаружили, что специальные клетки, называемые мезенхимальными стволовыми клетками, играют особую роль в изменении формы некоторых тканей во время развития.

Как обнаружили исследователи, когда мезенхимальные клетки в различных частях ткани притягивают сеть волокон внеклеточного матрикса, они создают напряжение внутри ткани, которое может вызвать ее изгиб, придавая ей различную форму, от пальцеобразных ворсинок, помогающих кишечнику выполнять пищеварительные функции, до волосков, в конечном итоге образующих перья животных.

Затем исследователи показали, как они могут использовать естественные процессы развития, чтобы воссоздать складки тканей в лабораторных образцах. Складывая специфические образцы мезенхимальных клеток человека, исследователи могли заставить живую ткань складываться в различные фигуры, наподобие чаш и спиралей, а также более абстрактные формы, такие как кубы, обычно не встречающиеся в природе.

Одна из целей работы, по словам главного исследователя доктора Зева Гартнера, профессора фармацевтической химии при UCSF, заключается в улучшении способности создания тканевых «органоидов» - крошечных тканей, выращенных в лабораторных условиях из стволовых клеток, взятых у пациента-человека, которые стали более популярным инструментом в прецизионной медицине для проведения скрининга препаратов, эффективных против болезни конкретного пациента.

Лаборатории уже используют 3D-печать или микроформование для создания трехмерных форм, используемых в тканевой инженерии, но конечный продукт часто пропускает ключевые структурные особенности тканей, которые развиваются в соответствии с заданными программами. В подходе Гартнера используется точная технология трехмерного структурирования клеток, называемая ДНК-запрограммированной сборкой клеток (DPAC), для создания начального пространственного шаблона ткани, который затем складывается в сложные формы.

«Мы начинаем видеть, что можно разбить естественные процессы развития на инженерные принципы, которые затем могут быть настроены таким образом, чтобы создавать и понимать структуру ткани», считает Алекс Хьюз, аспирант в лаборатории Гартнера. «Это совершенно новый взгляд на тканевую инженерию».

Источник: https://www.ucsf.edu/news/2017/12/409516/engineers-hack-cell-biology-create-3d-shapes-living-tissue





Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться


количество
пользователей

5540

количество
работ

8205