Создание новых форм тканей с помощью света

Создание биологических тканей, таких как кожа, мышцы или кость, в заданных формах стало на шаг ближе. Исследователи из EMBL добились успеха в управлении складыванием и, следовательно, формой тканей с помощью оптогенетики — техники контроля активности белков светом. Их результаты, имеющие значение для регенеративной медицины, опубликованы в Nature Communications 18 июня.

Разделение связи между формой и функцией

Эмилиано Искьердо, Тереза Квинклер и Стефано Де Рензис использовали оптогенетику для реконструкции эпителиального складывания — фундаментального процесса развития, при котором клетки движутся внутрь и впячиваются в эмбрион, в конечном итоге давая начало внутренним тканям, например, мышцам. Примечательно, что они добились этого в клетках, которые в норме не проходят через этот процесс. Де Рензис, руководивший исследованием: «Мы разделили связь между формой и функцией клетки. Это позволяет нам впервые создавать ткани определенной формы, не затрагивая специализацию клетки».

Точный контроль

«Преимущество использования оптогенетики для управления морфогенезом в том, что это очень точная техника», — говорит Эмилиано Искьердо, первый автор исследования. «Мы смогли задавать различные формы, а, меняя время и интенсивность освещения, контролировать, насколько глубоко клетки впячиваются внутрь».

От плодовой мушки к клинике?

Исследование проводилось на развивающихся плодовых мушках, но, поскольку эпителиальное складывание — консервативный в эволюции процесс, Де Рензис ожидает, что эти методы будут применимы и к другим организмам, и к культурам стволовых клеток ex vivo. В таком случае оптогенетика может стать идеальной техникой для реконструкции и направления развития тканей, что можно будет использовать для создания (или восстановления) искусственных тканей в регенеративной медицине.