Новый биологический каркас — перспективная основа для инженерных тканей

Клетки в организме существуют не в вакууме. Их окружает сложная, питательная внеклеточная матрица, необходимая для многих биологических функций, включая рост и заживление.

В лабораториях, где выращивают ткань, ученым необходимо предоставить клеткам каркас (скаффолд), за который они могли бы зацепиться в процессе роста и пролиферации. Такая инженерная ткань потенциально способна восстанавливать или заменять практически любые части тела.

Обычно скаффолды создают из синтетических материалов или природных веществ животного или человеческого происхождения. Все они имеют свои сильные и слабые стороны, но ни один из созданных в чашке Петри каркасов до сих пор не мог имитировать высокоорганизованную структуру матрицы, производимой живыми организмами.

Фэн Чжао из Мичиганского технологического университета смогла заставить фибробласты — клетки, создающие внеклеточный матрикс, — произвести именно такой хорошо организованный каркас. Его волокна имеют размер всего 80 нанометров, что аналогично волокнам в естественной матрице. Поскольку этот каркас создан клетками, он состоит из той же сложной смеси полностью натуральных белков и сахаров, что и в организме. Кроме того, его нановолокна обладают высокой степенью ориентации.

Секрет заключался в ориентации клеток на нано-решётке, которая направляла их рост и, соответственно, создание каркаса.

«Клетки проделали всю работу, — сказала Чжао. — Материал, который они создали, довольно однороден и, конечно, полностью биологический».

Стволовые клетки, помещённые на этот каркас, успешно развивались. Дополнительным преимуществом стала очень низкая иммунная реакция, которую он провоцирует.

«Мы считаем, что у этого подхода большой потенциал, — отметила исследовательница. — Думаю, его можно использовать для инженерии более мягких тканей, таких как кожа, кровеносные сосуды и мышцы».