Нов метод значително улеснява 3D принтирането на човешки органи

Екип от биоинженери и учени в областта на биомедицината от Университета в Сидни и Детския институт за медицински изследвания в Уестмийд са използвали нова технология за 3D фотолитографски печат, за да създадат сложната среда, необходима за изграждането на тъкан, която имитира структурата на различните човешки органи. Използвайки биоинженерни техники и техники за култивиране на клетки, учените са успели да трансформират стволови клетки, получени от кръв или кожа, в специализирани клетки, способни да се сглобят в структура, подобна на орган. Това е важна стъпка към възможността за 3D принтиране на работещи тъкани и органи.

По същия начин, по който иглата на грамофонната плоча се плъзга по каналите, изрязани във винила, за да създава музика, клетките използват стратегически разположени протеини и механични тригери, за да се ориентират в сложната си среда, възпроизвеждайки процесите на развитие. В най-новото изследване екип от учени използва именно тези микроскопични механични и химични сигнали, за да пресъздаде клетъчната активност по време на развитието.

Д-р Питър Нюман, един от авторите на изследването, сравнява създаването на тъкан от клетки с изграждането на сграда от различни елементи. Без ясни инструкции резултатът ще бъде хаотичен. Същото е и с клетките – те се нуждаят от ясен план, за да се развиват.

Новият метод служи като своеобразна инструкция за клетките, позволявайки им да създават тъкани, които са по-добре организирани и приличат повече на естествените си аналози. Използвайки този метод, учените създават сглобка от костна и мастна тъкан, която наподобява структурата на костите, както и структура от тъкани, които наподобяват процесите на ранното развитие на бозайниците.

Сложните структури, подобни на органи, се наричат „органоиди“. Изследването им помага на учените да разберат как се развиват и функционират органите и как генетичните мутации и грешките в развитието причиняват различни заболявания. Тези знания помагат и за разработването на лечения с клетки и гени. Възможността за създаване на правилните видове клетки отваря вратата и към производството на стволови клетки за медицински цели.

В миналото стволовите клетки са били използвани за създаване на различни видове други клетки, но учените не са могли прецизно да контролират тяхната диференциация и сглобяване в 3D среда. С помощта на тази съвсем нова биоинженерна технология е възможно стволовите клетки да бъдат насочени към образуване на специфични клетъчни типове и да бъдат организирани правилно във времето и пространството, като по този начин се пресъздава естественото развитие на даден орган.

Екипът ще се съсредоточи върху разработването на тази техника, за да развие регенеративната медицина и да създаде нови подходи за лечение на различните заболявания. Например при загуба на зрението функционалните клетки биха могли да заместят клетките в окото, които са загубени вследствие на заболяване. Трансплантациите на органи наистина могат да станат по-достъпни за пациентите.