• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.07.2021
ФизТех
1 724

Ученые напечатали на 3D-принтере удобное жилье для совместной жизни клеток

4.5

Сотрудники лаборатории регуляции клеточной сигнализации МФТИ разработали новую дешевую и воспроизводимую систему для совместного культивирования клеток с целью изучения их взаимодействия. Эта система основана на полимеризованной BSA-мембране, размер и рельеф которой определяются формой, созданной с помощью 3D-принтера. Возможность сокультивирования в этом случае достигается благодаря магнитным наночастицам, сшитым с мембраной, что позволяет удерживать ее на плаву в жидкости с помощью постоянного магнитного поля.

Общая схема эксперимента / ©Рисунок Эльмиры Якуповой

Работа поддержана грантом РНФ 19-74-00081. Научная статья опубликована в журнале Bioprinting. Чтобы изучить, как разные клетки влияют друг на друга, их надо сначала разделить в пространстве. Простейшая модель совместного культивирования клеток основана на применении так называемой кондиционированной среды.

Две популяции клеток культивируют отдельно, затем культуральную среду, которая использовалась для выращивания одной из популяций, собирают и используют для другой популяции клеток. Однако проблема этой модели состоит в том, что короткоживущие молекулы нестабильны в кондиционированной среде и не успевают стать значимой популяцией. А значит, взаимная передача сигналов между ними не соответствует существующей в естественных условиях.

Достижение в разработке систем сокультивирования было сделано Клиффордом Гробштейном в 1953 году. Он использовал проницаемые вставки с микропористыми мембранами. Такие системы для моделирования изменений клеточного фенотипа называются «Системой Transwell». Основные недостатки имеющихся в продаже систем — высокая цена и невозможность их самостоятельного воспроизведения в лаборатории. Однако эту проблему сегодня можно решить с помощью трехмерной (3D-) печати. Технология 3D-печати позволяет быстро и качественно изготавливать специально разработанные устройства для экспериментов in vitro с достаточной детализацией и точностью.

Ученые из лаборатории регуляции клеточной сигнализации МФТИ предложили новое решение для совместного культивирования клеток. Илья Зубарев, руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории регуляции клеточной сигнализации МФТИ, рассказывает: «Мы решили создать матрицу на основе сшитого белка. Такие системы часто используются для моделирования биологических матриц. Чтобы добиться возможности совместного культивирования различных клеток, мы выбрали оригинальный раствор, который ранее не применялся.

Дабы внутри сосуда сохранялась нужная высота белковой мембраны, мы решили насытить ее магнитными наночастицами. В качестве основного компонента мембраны был выбран бычий сывороточный альбумин (БСА). Этот белок нетоксичен, широко доступен, активно используется в различных областях биологии и, как правило, уже есть в любой лаборатории».

Возможность совместного выращивания достигается за счет использования системы магнитной поддержки мембраны на плаву. Для этого к мембране добавляются магнитные наночастицы, а над тарелкой размещается система на постоянных магнитах. Клетки, культивируемые на мембране, сохраняют свою жизнеспособность и могут делиться, мембрану можно фиксировать для гистохимического или иммуноцитохимического окрашивания, а клетки — отделить от мембраны для дальнейшего изучения. Стоимость готовой мембраны составляет около одного доллара США, что в несколько раз меньше, чем у имеющихся в продаже аналогов.

Метод 3D-печати позволяет гибко и быстро адаптировать производственный процесс к потребностям конкретной лаборатории. Такие белковые мембраны могут быть изготовлены в любой лаборатории с использованием 3D-принтера и широко доступных общих лабораторных реагентов. Илья Зубарев добавляет: «На дне чашки Петри так же, как и на мембране, были выращены разные типы клеток. В магнитном поле мембрана с клетками всплывала и парила в питательной среде.

В течение нескольких дней клетки обменивались сигналами друг с другом, после чего можно было оценить их взаимное влияние. Такую систему сокультивирования можно изготовить в любой лаборатории, и она — экономически выгодна альтернатива коммерческим вкладкам для сокультивирования клеток».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Сегодня, 08:24
Даниил Кузнецов

К осени 2022 года редакция Naked Science осмотрелась вокруг и решила, что настала пора запустить цикл статей об искусственном интеллекте. Мы начинаем с большой статьи, подзаголовком которой могла бы стать фраза «краткое введение в историю ИИ — от средневековых монахов до глубокого обучения».

12 часов назад
Сергей Васильев

Считается, что Луна появилась из вещества, которое было выброшено в космос в результате столкновения Земли с крупным небесным телом. Новая детальная симуляция той древней катастрофы продемонстрировала, что этот процесс мог занять не больше нескольких часов.

Вчера, 20:31
Никита Логинов

Микробиологи решили одну из давних проблем пивоварения — сделали вкус пива устойчивым к высокому давлению при варке. Для этого пришлось углубиться в ДНК пивных дрожжей и отредактировать код, связанный с насыщенностью вкуса.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

3 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: