• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
07.08.2023
Сергей Васильев
1 439

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
Позавчера, 08:19
Дарья Г.

В центре далекой галактики OJ 287 находятся две черные дыры, одна из которых в сотню раз больше другой. В 2021 году астрономы подтвердили существование пары по изменению яркости объекта. Теперь же ученым удалось доказать, что источником той необычной вспышки была именно малая черная дыра.

Позавчера, 11:12
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

Позавчера, 13:24
Полина Меньшова

Ученые из США и Китая назвали самым выгодным формат работы, при котором несколько дней в неделю сотрудники проводят в офисе, а несколько дней выполняют обязанности удаленно. По данным исследователей, это беспроигрышный график как для компаний, так и для коллектива.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[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
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: