Новый метод биопроизводства васкуляризированных тканей

Васкуляризированные структуры, инфильтрированные в нановолокнистый внеклеточный матрикс (ECM), играют ключевую роль в поддержании функций и метаболизма тканей и органов. Нановолокнистые каркасы перспективны в тканевой инженерии благодаря своей архитектуре, имитирующей ECM.

Васкуляризация нановолокнистых каркасов остаётся сложной задачей из-за трудностей трёхмерной (3-D) инфильтрации и внедрения сосудистых эндотелиальных клеток внутрь каркасов.

Группа доктора Чжао Цилуна из Шэньчжэньского института перспективных технологий (SIAT) Китайской академии наук в сотрудничестве с группой профессора Ван Мина из Гонконгского университета предложила новый метод биопроизводства васкуляризированной ткани. Исследование было опубликовано в Acta Biomaterialia 27 января.

Предложенный метод позволяет напрямую размещать живые эндотелиальные клетки внутри биологически активных нановолокнистых каркасов в 3-D с помощью одновременной эмульсионной электроспиннинга и коаксиального электрораспыления клеток.

Эндотелиальные клетки были инкапсулированы в гидрогелевые микросферы и осаждались вместе с нановолокнами, содержащими фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), в процессе создания каркаса. В результате были получены нановолокнистые каркасы с 3-D встроенными клеточными микросферами.

«После селективного разрушения гидрогелевых микросфер инкапсулированные эндотелиальные клетки высвобождаются, что даёт биологически активные нановолокнистые каркасы с тканеподобными 3-D структурами, содержащими клетки», — сказал доктор Чжао.

Уровень активных форм кислорода (ROS) в клетках внутри гидрогелевых микросфер после электрораспыления и в каркасах после высвобождения клеток не показал значительных изменений по сравнению с клетками, культивируемыми обычным способом на каркасах.

Кроме того, исследователи обнаружили, что в биологически активных нановолокнистых каркасах эндотелиальные клетки могут свободно растягиваться, демонстрировать усиленные межклеточные связи и поддерживать фенотип, что указывает на улучшенный потенциал васкуляризации.

Это исследование открывает новые возможности для биопроизводства тканеподобных конструктов с васкуляризированными структурами.