Ученым из Университета Миннесоты наконец удалось преодолеть главное препятствие на пути к пересадке нервной ткани в напечатанные биоматрицы.
Раньше это часто давало неудовлетворительный результат, потому что клетки не хотели размножаться и дифференцироваться. Теперь же их выживаемость достигает 75 процентов, о чем сообщается в журнале Advanced Functional Materials.
Биопринтинг – технология, которая позволяет «печатать» ткани. Только это не имеется в виду сказочный принтер, в который грузятся макромолекулы, а на выходе получаются готовые клетки. На самом деле все прозаичнее: печатается гелевая или пластиковая губчатая биосовместимая структура, которая затем заселяется клетками. Когда они в ней оседают и начинают функционировать, то конструкцию можно подсаживать пациенту.
Основная причина (кроме этических споров) того, что до сих пор биопринтинг не нашел широкого применения – клетки далеко не всегда «хотят» жить и работать в новом месте. Их количество там стремительно снижается, потому что деление происходит лишь у малого процента культуры, и «демографическая ситуация» оборачивается не в лучшую сторону. А значит, с функциональной нагрузкой они заведомо не справятся.
В корень проблемы заглянули американские исследователи под руководством Майкла МакАлпина (Michael C. McAlpine), управляющего Департаментом механического инжиниринга в Университете Миннесоты. Им удалось достичь 75-процентной выживаемости нейрональной ткани. В гель они внедрили индуцированные плюрипотентные клетки-предшественники нейронов спинного мозга и олигодендроцитов – глиальных клеток, которые должны поддерживать жизнедеятельность первых. Затем исследователи оценивали выживаемость через фиксированные промежутки времени. Показателем активности нейронов служило потребление ионов кальция для генерации потенциалов действия.
Использование новой технологии бережного переноса культуры на подложку с точным позиционированием привело к тому, что от изначальной культуры выжило около трех четвертей (а это отличный показатель). Мало того, что они проявляли электрическую активность, так еще и начали развиваться в том числе морфологически. Довольно быстро у них появились длинные аксоны, а это значит, что клетки настроены на контакт друг с другом и на проявление нормальной функциональной активности.
Однако, до исследований на людях пока придется подождать – все эти впечатляющие результаты пока что только в пробирке.
Текст: Дарья Тюльганова