• 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
25 августа, 07:38
Адель Романова

В поиске сигналов от внеземных цивилизаций ученые решили сосредоточиться не на целенаправленных посланиях человечеству, а на случайных «утечках информации» из межпланетного пространства гипотетической обитаемой системы. По расчетам, в определенные моменты до нас могут доходить сигналы внеземной космической связи. Кстати, благодаря «общению» Земли с марсианскими и другими зондами мы тоже постоянно невольно сообщаем о себе в глубокий космос.

25 августа, 09:35
Любовь С.

Модель, представленная учеными из коллаборации DESI и Мичиганского университета (США), может перевернуть представления о происхождении темной энергии. Авторы нового исследования полагают, что черные дыры, поглощая вещество, постепенно преобразовывают его в энергию, гипотетически ответственную за расширение Вселенной.

25 августа, 08:19
Адель Романова

Глава Российской академии наук Геннадий Красников рассказал в недавнем интервью о том, для чего мышам летать над полюсами Земли, в чем преимущества новой космической станции по сравнению с МКС, что предстоит проделать на Луне в ближайшее десятилетие и чем ученых продолжает интриговать Венера.

22 августа, 10:48
ПНИПУ

К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.

22 августа, 14:45
Игорь Байдов

Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.

22 августа, 13:09
Юлия Трепалина

Большие кошки (Pantherinae) обычно охотятся на животных своего или меньшего размера. У снежных барсов, как выяснилось, другие предпочтения. Новое исследование показало, что ирбисы чаще нападают на взрослых горных козлов, которые как минимум вдвое превосходят хищников в весе. Ученые объяснили, с чем может быть связан такой выбор добычи.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

30 июля, 08:08
Редакция Naked Science

Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.

31 июля, 08:28
Полина Меньшова

Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.

[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