• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
07.08.2023, 16:16
Сергей Васильев
1 463

Австралийские биологи собрали сосуд из отдельных клеток

❋ 5.3

Новая технология позволила получить двухслойные трубки из живых клеток разных типов, аналогичные важнейшим слоям живого кровеносного сосуда. Даже отдельные клетки в них ориентированы в нужном направлении, без чего такой сосуд не сможет работать в теле.

Трехслойная структура сосуда: взгляд художника
Трехслойная структура сосуда: взгляд художника / ©Ziyu Wang, Ella Maru Studio / Автор: Regulus Tremerus

Заменить поврежденный сосуд на искусственный, сделанный из биосовместимых полимеров, возможно далеко не всегда. Прежде всего это касается сосудов, которые обеспечивают кровоснабжение сердца. Поэтому ученые ищут методы, позволяющие вырастить настоящий, полноценный многослойный сосуд из клеток пациента. Важный прорыв в этом направлении удалось сделать команде из Мельбурнского университета, получившей полую трубку из нескольких слоев живых клеток, собранных так же, как в настоящем сосуде. О работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.

Многие больные нуждаются в замене поврежденных кровеносных сосудов. Вместо крупных сегодня можно использовать синтетические трубки. Однако для средних и мелких сосудов (в том числе для коронарных, снабжающих кровью сердце) этот подход не работает: искусственные полимеры быстро «обрастают» тромбами, блокирующими просвет. В таком случае можно позаимствовать не столь важный сосуд из другой части тела и трансплантировать его. Но найти подходящий удается не у всякого пациента.

Идеальным решением могла бы стать технология выращивания живых сосудов из собственных клеток больного. Однако полноценно решить эту задачу пока не удается. Кровеносный сосуд — сложная, многослойная структура, работа которой зависит в том числе от корректной ориентации каждой клетки.

Внутренний слой состоит из клеток эндотелия, образующих волокна, идущие вдоль оси сосуда. Они облегчают ток крови и препятствуют возникновению тромбов. Его окружает промежуточный слой гладкой мускулатуры, клетки которой ориентированы перпендикулярно оси, образуя кольца. Они контролируют диаметр сосуда, регулируя кровоток. Наконец, внешний слой соединительной ткани придает целостность и упругость всей структуре.

Современные технологии позволяют выращивать клетки нужной ткани. Однако ключевой проблемой в получении искусственных сосудов остается правильная ориентация клеток в каждом слое. Решить ее удалось профессору Андреа О’Коннор (Andrea O’Connor) и ее коллегам из Мельбурнского университета.

Получение подложки для внутреннего слоя искусственного сосуда: электроспиннинг полимерных нитей с последующим замораживанием, которое придает им нужное направление
Получение подложки для внутреннего слоя искусственного сосуда: электроспиннинг полимерных нитей с последующим замораживанием, которое придает им нужное направление / ©Alkazemi et al., 2023

Чтобы получить трубчатую основу для выращивания клеток, ученые применили электроспиннинг — вытягивание тончайших полимерных нитей из жидкой струи под действием электрического поля. Такие нити наматывали на катушку из биоразлагаемого поликапролактона. Проблема в том, что этот подход не позволяет контролировать ориентацию нитей на катушке, и они накручиваются, хаотически меняют направление. Выращенные на такой поверхности клетки эндотелия также ориентируются случайно.

Поэтому О’Коннор с соавторами помещали катушку в трубку с водой и замораживали ее. Возникающие в таких условиях кристаллы льда преимущественно ориентированы вдоль оси трубки, и их появление «расправляет» нити полимера, придавая им то же базовое направление. Это направление — вдоль оси будущего сосуда — получали и эндотелиальные клетки, выращенные на такой подложке.

Схема готовой структуры и микрофотографии двух слоев: внешнего (из мышечных клеток) и внутреннего (из клеток эндотелия)
Схема готовой структуры и микрофотографии двух слоев: внешнего (из мышечных клеток) и внутреннего (из клеток эндотелия) / ©Alkazemi et al., 2023

Далее их покрывали слоем гидрогеля — полимера, насыщенного водой. Используя гель с определенной (довольно высокой) мягкостью, ученым удалось добиться того, что выращиваемые на нем мышечные клетки формировали кольца, идущие поперек оси «сосуда». Наконец, слой полимерных нитей и гидрогель естественным образом деградируют.

Авторы статьи подчеркнули, что пока новая технология не позволяет получать полноценные, готовые к трансплантации сосуды. Однако она решает многие важнейшие проблемы, стоящие на пути к этой цели. Ученые собираются продолжить работу и через несколько лет дойти до стадии клинических испытаний, а в итоге — и до практического применения своего подхода.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 июля, 18:38
Evgenia Vavilova

Специалисты центра изучения недр «Геосфера» извлекают из образцов грунта все необходимые данные о действующих и перспективных месторождениях нефти. Рутинные операции с керном делегированы роботам. Умные помощники трудятся 24/7 и позволяют исследователям сосредоточиться на научных и технологических задачах.

4 июля, 11:56
Александр Березин

Сочетание уже подписанных решений конгресса и Белого дома на данный момент ведет к ситуации, когда после 1 октября 2025 года будет прекращено финансирование целого ряда активно работающих космических аппаратов. Речь идет об автоматических межпланетных станциях, разбросанных на девяти миллиардах километров. Все они технически вполне работоспособны и могли бы прослужить еще немало лет.

5 июля, 10:02
Александр Березин

Практически все современные люди (кроме изолированных племен охотников-собирателей) поголовно страдают кариесом, а вот в палеолите он был крайне редок. Анализ зубов одного из неандертальцев, живших 45 тысяч лет назад и погибших от неизвестных каннибалов, показал, что даже в ту эпоху случались исключения — если, конечно, хозяева зубов достаточно увлекались провоцирующий кариес пищей.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

4 июля, 11:27
НовГУ

Исследование НовГУ показало, что атлетическая гимнастика — один из самых эффективных способов борьбы с ожирением, в отличие, например, от бега. Тренировки с отягощениями не только помогают сжечь жир, но и укреплять мышцы, при этом щадя суставы и сердечно-сосудистую систему. Назван и оптимальный комплекс упражнений для таких людей: три силовые тренировки в неделю по 40–90 минут.

4 июля, 18:38
Evgenia Vavilova

Специалисты центра изучения недр «Геосфера» извлекают из образцов грунта все необходимые данные о действующих и перспективных месторождениях нефти. Рутинные операции с керном делегированы роботам. Умные помощники трудятся 24/7 и позволяют исследователям сосредоточиться на научных и технологических задачах.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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
Закрыть
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