Вчені створили новий каркас для вирощування тканин із стовбурових клітин
Дослідники придумали, як отримувати тривимірний каркас з біополімерів, який змушує стовбурові клітини перетворюватися на дорослу тканину в організмі або формувати штучний орган в особливому поживному середовищі. Опис розробки опублікував науковий журнал Frontiers in Cell and Developmental Biology, коротко про це пише прес-служба.
За останні десять років вчені неодноразово намагалися створити штучні аналоги печінки та багатьох інших органів, використовуючи культури ембріональних чи стовбурових клітин. Перші подібні досліди завершилися успіхом ще 2012 року. Тоді японські вчені за допомогою стволових клітин відтворили деякі функції печінки мишей.
Експерименти показали, що головна проблема при вирощуванні штучних органів полягала в тому, щоб змусити їх сформувати правильну пошарову структуру – таку ж, як і справжні органи. Зараз вчені домагаються цього за допомогою різних тривимірних каркасів з біополімерів, а також перетворюючи оригінальні органи пацієнта, наприклад, одну з нирок, на своєрідний "шаблон" для зростання, очищаючи їх від клітин і залишаючи білки, що їх обрамляють.
Новий підхід до регенерації тканин
Доцент МДУ ім. Ломоносова Анастасія Єфименко та її колеги розробили новий матеріал та технологію для вирощування подібних тривимірних каркасів, придатних для "засіювання" стовбуровими клітинами. У ході роботи вони експериментували з так званими мезенхімальними стромальних клітин (MSC).
"Будь-які стовбурові клітини в організмі знаходяться в спеціалізованому оточенні - так званій ніші стовбурових клітин. Її найважливішим компонентом є позаклітинний матрикс (основа сполучної тканини, яка підтримує структуру клітини і забезпечує транспортування хімічних речовин усередині неї, - прим. ТАСС) . Відомо, що в Таких нішах його синтезувати можуть, насамперед, мезенхімальні стромальні клітини. Ми напрацювали матрикс за їх допомогою та перевірили, як добре на ньому приживуться стовбурові клітини", – пояснила Єфименко.
Мезенхімальні стромальні клітини - це "дорослі" стовбурові клітини, які потроху є у всіх людських органах. Вони зберегли здатність перетворюватися на багато типів тканин. Ці клітини формують навколо себе особливе середовище, у тому числі й біополімерний каркас із білкових ниток, які сприяють розмноженню та розповсюдженню стовбурових клітин.
Вчені перевірили, чи можна використовувати продукти життєдіяльності цих клітин для того, щоб стимулювати зростання інших типів стовбурових клітин, які теоретично можна використовувати для відновлення пошкоджених тканин та вирощування копій органів.
Виростивши подібний каркас за допомогою MSC-клітин, вчені видалили їх з каркасу та засіяли цю структуру іншими стовбуровими клітинами. Аналогічну процедуру біологи провели із біополімерним каркасом, який отримали традиційним способом – за допомогою культури фібробластів, клітин сполучної тканини людини.
"Виявилося, що вони активувалися, тобто почали готуватися до поділу і стали ефективніше відповідати на сигнали, які запускають їх диференціювання в різних напрямках. Наші результати виявилися помітно кращими, ніж у випадку з матриксом, напрацьованим фібробластами", - пояснила Єфименко.
Як зазначають медики, за допомогою подібних структур у перспективі можна буде розробити методику, яка дозволить регенерувати пошкоджені органи пацієнта, не викликаючи у нього відторгнення та інших негативних реакцій, які зазвичай виникають під час імплантації чужорідних органів та клітин. До того ж цей матеріал можна використовуватиме вирощування штучних копій органів прокуратури та вивчення їх життєдіяльності.
Почитати ще:
