Учёные работают над созданием искусственных кровеносных сосудов
Учёные MIT нашли способ заставить клетки формировать параллельные трубчатые структуры, которые в будущем могут служить крошечными искусственными кровеносными сосудами.
Исследователи обнаружили, что могут контролировать развитие клеток, выращивая их на поверхности с наноразмерным паттерном. Статья о работе была опубликована в онлайн-выпуске журнала Advanced Materials.
Искусственные кровеносные сосуды однажды могут быть трансплантированы в ткани почек, печени, сердца или других органов, требующих большого количества сосудистой ткани, которая перемещает питательные вещества, газы и отходы к клеткам и от них.
Работа сосредоточена на сосудистой ткани, которая включает капилляры — мельчайшие кровеносные сосуды — и является важной частью кровеносной системы. Команда создала поверхность, которая может служить шаблоном для выращивания капиллярных трубок, выровненных в определённом направлении.
Исследователи построили свой шаблон, используя оборудование для микрофабрикации в лаборатории Draper в Кембридже. Обычно такая технология используется для создания микроразмерных устройств, но учёные адаптировали её для создания наноразмерных паттернов на субстрате из силиконового эластомера. Поверхность имеет паттерн из гребней и канавок, которые направляют рост клеток.
Клетки, известные как эндотелиальные клетки-предшественники (EPCs), не только вытягиваются в направлении канавок, но и выравниваются вдоль них. Это приводит к образованию многоклеточной структуры с чёткими краями, также называемой полосовой структурой.
После формирования полосовых структур исследователи применяют широко используемый гель, который индуцирует образование клетками трёхмерных трубок. В отличие от клеток, выращенных на плоской поверхности (они формируют сеть капиллярных трубок, растущих в случайных направлениях), клетки, выращенные на нанопаттернированной поверхности, образуют капилляры, выровненные в выбранном исследователями направлении.
Исследователи полагают, что техника лучше всего работает с EPCs, потому что это относительно незрелые клетки. Более ранние попытки с другими типами клеток, включая зрелые эпителиальные клетки, не давали полосовых структур.
Выращивание ткани на паттернированной поверхности даёт исследователям гораздо большую степень контроля над результатом по сравнению с классической техникой тканевой инженерии, которая заключается в смешивании типов клеток с различными факторами роста в надежде получить полезный тип ткани.
Следующим шагом будет имплантация капиллярных трубок, выращенных в лаборатории, в ткани живых животных и попытка интегрировать их в эти ткани.
Источник: Массачусетский технологический институт (MIT)
