Новый метод магнитного манипулирования клетками
Магнитная технология может помочь решить серьёзную проблему, с которой сталкиваются биоинженеры при создании новой ткани: заставить человеческие клетки не только формировать структуры, но и стимулировать рост кровеносных сосудов для их питания.
Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв, Университета Дьюка и Университета Массачусетса в Амхерсте создали среду, в которой магнитные частицы, взвешенные в специальной жидкости (феррожидкости), действовали как «овчарки», направляя свободно плавающие человеческие клетки к формированию цепочек под действием внешнего магнитного поля. Эти цепочки потенциально могут быть интегрированы в подходы по созданию тканей и органов.
Клетки не только естественным образом слипаются при контакте, но и выстроенная линейная конфигурация может способствовать или ускорять создание и рост крошечных кровеносных сосудов.
Ключевым элементом стал синтез нетоксичных феррожидкостей. Исследователи разработали метод покрытия магнитных наночастиц бычьим сывороточным альбумином (BSA) — стабильным и биохимически инертным белком из коровьей крови. BSA защитил клетки от токсичного железа.
В конце процесса наночастицы просто смываются, остаётся линейная цепочка живых и здоровых клеток без вредных последствий. Это одно из главных преимуществ нового подхода по сравнению с другими стратегиями, использующими магнетизм, где железо может быть токсично, а процесс удаления частиц — вреден для клеток.
Другое важное преимущество — создание трёхмерных клеточных структур без сложного оборудования. В экспериментах использовались клетки эндотелия пупочной вены человека, но метод, по-видимому, работает с любым типом клеток.
Следующий шаг — проверить, будет ли пространственное расположение этих клеток в трёх измерениях способствовать формированию сосудов (васкуляризации), что является главным препятствием в тканевой инженерии.
Исследование, опубликованное онлайн перед майским выпуском журнала Nanoletters (Американское химическое общество), было поддержано Национальными институтами здоровья (NIH), Национальным научным фондом (NSF) и Университетом Кейс Вестерн Резерв.