Используя специальным образом переконструированный струйный принтер, заправленный «биологическими чернилами», швейцарские исследователи продвинулись на один шаг к умению печатать искусственные, но живые человеческие ткани. Этот прорыв в науке вскоре сможет привести к передовым технологиям испытания лекарств и других медицинских процедур, ликвидировав необходимость тестирования на животных.
Цель проекта включала две задачи. Во-первых, исследователи должны были разработать подходящую последовательность печати для специального принтера. Во-вторых, очевидно, самой значительной задачей было изобретение чернил, являвшихся биологическими, со структурой, как у живой ткани, но которые в то же время все же можно было использовать для печати.
«Смешения подходящих ингредиентов недостаточно. Клетки растут случайным образом, бессистемно, и они не станут жизнеспособной тканью», объясняет профессор Матиас Лутольф, руководитель лаборатории, где разрабатывались чернила.
Чтобы клетки функционировали, как настоящая живая ткань, их необходимо выращивать в среде, помогающей им действовать, соответственно, как единое целое. В живой ткани ориентиры среды обеспечиваются тем, что называется сложным внеклеточным матриксом, или СВМ. Последний, как правило, состоит из молекул, которые активизируют клеточные процессы, такие как пролиферация, миграция, дифференциация и смерть.
Исследователям удалось воссоздать такой матрикс при помощи разработки уникального геля из обогащенного кальция. Гель служил основой и обеспечивал, чтоб при падении каждой капли чернил на поверхность она прилипала и сохраняла первоначальную форму, вместо того чтоб растекаться.
«Различные элементы ткани не смешиваются неконтролируемо, - отметил Юрген Брюггер, ведущий исследователь проекта. – Прежде всего, материал полимеризируется быстрее и становится гибким и податливым, что дает нам возможность собирать вместе несколько слоев и предусматривать строительные каналы, которые необходимы для протекания жидкостей, введения питательных веществ и удаления отходов».
Иными словами, с помощью соответствующей последовательности печати гель служил и как структура для клеток для формирования ткани, и как основа для доставки их в виде чернил.
Брюггер поспешил отметить, что технология еще пока далека от производства настоящей живой человеческой ткани: «Строго говоря, мы еще не создали ткань. На этом этапе мы основательно изучили способ, с помощью которого можно конструировать биологические материалы в трех измерениях; это исследование даст толчок выращиванию клеток вне организма и, в конечном итоге, будет использоваться как основа для создания тканей».
Однако этот научный прорыв нельзя недооценивать. На данном этапе исследований встает скорее вопрос, когда в полной мере будет реализована технология, а не будет ли она реализована вообще. Но некоторые могут задаться более глубоким вопросом: зачем?
Преимущества создания искусственной живой ткани из струйного принтера в том, что это даст возможность для более эффективного и контролируемого испытания новых лекарств. Потому в скором времени борцы за права животных будут уверены, что ученым больше не нужны испытания на братьях наших меньших до того, как передать новый медицинский препарат для массового использования людьми.
Источник: MNN
Новости экологии Техника Ученые ищут способы создания искусственной живой ткани при помощи струйного принтера
