На­печа­тан­ная жизнь

Группа учёных химического факультета Окс­форд­ско­го уни­вер­си­тета научились восп­ро­из­во­дить при помощи 3d-принтера ткани, по некоторым своим свойствам неотличимые от живых. Субстанция из жира и воды в будущем может стать основой для получения ис­кусс­твен­ных тканей из живых клеток. С их помощью можно будет лечить травмы, выращивать че­лове­чес­кие органы и биопротезы, что решит проблему нехватки доноров и спасёт множество жизней.

Восп­ро­из­вести живую клетку с ге­нети­чес­кой информацией и спо­соб­ностью к са­мос­то­ятель­но­му размножению учёные пока не могут. Поэтому материалом для их экс­пе­римен­тов послужила водно-масляная мицелла — капелька воды, окружённая двойным слоем липидов (жиров). Диаметр такой капли — 50 микрон, что всего лишь в пять раз больше размеров настоящей клетки. Водная начинка имитирует цитоплазму, а липидная оболочка — клеточную мембрану. В результате получается весьма приб­ли­жен­ная к реальности модель клетки из которых можно «собрать» аналог мышечной ткани.

Такие субстанции образуются в водно-жировом растворе са­моп­ро­из­воль­но — достаточно хорошенько встряхнуть ёмкость. Однако для надёжности оксфордские химики получали жировые капли при помощи специальной пушки, а потом восп­ро­из­во­дили их на трёхмерном принтере. Само 3d-устройство заслуживает особого упоминания: действующие модели оказались слишком грубыми, чтобы получить столь крошечные структуры. Поэтому одному из ру­ково­дите­лей исс­ле­дова­ния, Габриэлю Виллару, пришлось создавать специальный принтер.

Из «све­же­от­пе­чатан­ных» мицелл учёные собирали сложные объёмные структуры. Получалась же­ле­об­разная материя, состоящая из примерно 35 тыс. водно-масляных капелек. Но этого было мало. Чтобы доказать функ­ци­ональ­ность полученных квазиклеток, их нужно было заставить двигаться в заданном направлении. Для этого мицеллы делали двух видов — с водой и с солевым раствором внутри, располагая их слоями. Клетки с солевым раствором (в отличие от водных) разбухали, в результате чего вся конструкция по­вора­чива­ла в нужную сторону. Более того: «приклеив» к капелькам молекулы белков-токсинов, химики сделали эти структуры элект­роп­ро­вод­ны­ми. За счёт этого цепочки мицелл получались более уп­равля­емы­ми, а значит — такими будут и будущие биопротезы.

Цели экс­пе­римен­та были достигнуты: учёные убедились, что ис­кусс­твен­ные ткани могут походить на живые, а также отработали механизм их восп­ро­из­водс­тва. Оказалось, что на­печа­тан­ная на принтере материя может сгибаться и рас­тя­гивать­ся, подобно мышцам, и передавать элект­ри­чес­кие сигналы, будто нейроны мозга. Квазиклетки также проявили способность вза­имо­дей­ство­вать друг с другом через оболочку. Из них когда-нибудь можно будет создать син­те­тичес­кую ткань. Или же они послужат ре­алис­тичной моделью устройства че­лове­чес­ких органов, которая поможет лучше понять функ­ци­они­рова­ние живых тканей. Ис­кусс­твен­ные клетки по своим ха­рак­те­рис­ти­кам окажутся даже лучше стволовых, считают авторы исс­ле­дова­ния. Отсутствие у них ДНК позволит избежать мутаций и изменений генома.

С развитием современных технологий биологи все чаще стали от­ка­зывать­ся от роли наб­лю­дате­лей и все смелее примеряют на себя роль творцов. В результате из их пробирок выходят жутковатые субстанции, которые, впрочем, активно двигают науку вперёд. В прошлом году гарвардские учёные сумели создать нечто, состоящее из полимеров и живых мышечных клеток. По­лучив­ше­еся создание умело двигаться точно так же, как обычная медуза, послужившая ему прототипом. Это была едва ли не первая удачная попытка создать ис­кусс­твен­ный мно­гок­ле­точ­ный организм. Есть надежда, что выращивать ис­кусс­твен­ные сердца и желудки учёные научатся так же быстро.

Источник: Эксперт Казахстан


Тут используют cookie и ведут сбор технических данных о посещениях, потому как без этого интернет-сайты вообще почти не работают…