Загрузка...
Об уникальном научном эксперименте рассказала MEDIA СОЛЬ. Ради прорыва наука черпает вдохновение отовсюду.
Выращивание человеческого уха из яблок может показаться странным процессом, но отправная точка доктора Пеллинга из Университета Отттавы состоит в том, что волокнистые внутренности поразительно похожи на микросреды, в которых в лабораториях обычно выращиваются биоинженерные человеческие ткани.
Для изготовления замены уха, например, ученые обычно вырезают или печатают на 3D-принтере полые опорные структуры из дорогих биосовместимых материалов. Затем они засевают человеческие стволовые клетки в эту структуру и кропотливо снабжают ее коктейлем факторов роста и питательных веществ, побуждая клетки расти. В конечном итоге, через недели и месяцы инкубации, клетки распространяются и дифференцируются в кожные клетки на лесах. В результате получается биоинженерное ухо.
Проблема в том, что порог входа очень высокий: стволовые клетки, факторы роста и материалы для лесов — все это дорого купить и сложно произвести.
Но нужны ли эти компоненты в действительности?
“Мы часто думаем о биологии сквозь призму генома или биохимии», – говорит Пеллинг. – Но клетки и ткани являются живыми компонентами — они растягиваются, сжимаются и сдвигаются, производя механические силы, которые действуют друг на друга”.
Доктор Пеллинг. Фото: hinews.mediasole.ru
Ранее исследования показали, что каждый этап роста эмбрионов — «фундаментальный процесс в биологии» — можно регулировать и контролировать механической информацией. Другими словами, физические силы могут побуждать клетки делиться и мигрировать через ткани, поскольку наш генетический код направляет развитие всего организма.
Итак: используя одну только форму, можно стимулировать клетки формировать сложные трехмерные модели.
И вот здесь помогло яблоко.
Под микроскопом микросреда яблока находится в том же масштабе длины, что и искусственные поверхности для изготовления замещающих тканей. Это открытие заставило ученых задуматься: неужто возможно использовать эту структуру поверхности растений для выращивания человеческих органов?
Чтобы проверить это, они взяли яблоко и вымыли все его растительные клетки, ДНК и другие биомолекулы. Остались только волокнистые леса — они еще застревают у вас в зубах. Когда команда поместила внутрь человеческие и животные клетки, клетки начали расти и распространяться.
Воодушевившись результатом, ученые вырезали яблоко в форме человеческого уха и повторили процесс выше. Через несколько недель клетки распространились и превратили кусок яблока в мясистое человеческое ухо.
Конечно, одной формы будет недостаточно. Заместительная ткань также должна прижиться внутри организма.
Затем команда имплантировала яблочные леса прямо под кожу мыши. Всего за восемь недель здоровые клетки мыши не только заселили матрицу, но и тело грызуна также произвело новые кровеносные сосуды, которые помогли лесам жить и процветать.
У биоинженерной ткани есть три важных свойства: она безопасна, она биосовместима и она производится из возобновляемого, этичного источника.
«Эта штука становится живой частью тела, будучи выращенной в яблоке, и нам понадобилось просто сходить в продуктовый магазин», – говорит Пеллинг.
