Исследователи открывают путь для печати человеческой ткани
Оглавление:
Если ученые захотят посмотреть на определенную часть тела, они могут вскоре просто нажать клавишу «Печать».
Исследовательская группа, возглавляемая Калифорнийским университетом, Сан-Франциско (UCSF), учеными, разработала методику печати ткани человека в лаборатории.
РекламаРекламаЭтот процесс позволит исследователям и медицинским работникам изучать болезни и, возможно, дополнять живую ткань.
В исследовании, опубликованном в Nature Methods, исследователи подробно описывают новый метод, называемый запрограммированной ДНК ячеек (DPAC).
Исследователи используют одноцепочечную ДНК как тип клеточного клея. ДНК проскальзывает в наружные мембраны клеток, покрывая клетки ДНК-подобной липучкой.
РекламаКлетки инкубируются, и если цепи ДНК являются комплементарными, клетки прилипают, а связанные клетки в конечном итоге приводят к ткани.
Ключ к персонализированной ткани связывает правильные типы клеток.
РекламаРекламаПодробнее: Ваша аптека будет печатать ваш рецепт сейчас »
Тестирование техники
. Чтобы протестировать эту технику, исследователи напечатали ветвящую васкуляризацию и молочные железы.
Клетки молочной железы использовались в одном эксперименте вместе с конкретным раковым геном.
Исследователи были удивлены, что DPAC работал вообще, сказал старший автор Zev Gartner, доктор философии, адъюнкт-профессор фармацевтической химии UCSF.
Мы были удивлены самоорганизующейся способностью многих типов клеток, которые мы вводили в ткани. Зев Гартнер, Калифорнийский университет, Сан-Франциско«Кроме того, мы были удивлены самоорганизующейся способностью многих типов клеток, которые мы вводили в ткани. "Gartner сказал Healthline. «Во многих случаях первичные клетки человека обладают замечательной способностью к самоорганизации - правильно позиционируют себя - когда они встроены в ткань, имеющую в целом правильные размеры, форму и состав. «
РекламаРекламаGartner и его группа намерены использовать DPAC для исследования клеточных или структурных изменений в молочных железах, которые могут привести к нарушению тканей, как у метастазирующих опухолей.
Рак - это всего лишь один исследователь, который может исследовать с использованием DPAC-ткани.
Кроме того, с помощью клеток, продуцируемых DPAC, исследование может проводиться с использованием ткани таким образом, чтобы не влиять на пациентов.
Реклама«Этот метод позволяет нам создавать простые компоненты ткани в блюде, которые мы можем легко изучить и манипулировать», - говорит содиректор Майкл Тодхантер, доктор философии, который был аспирантом в исследовании Gartner группы, сказал PhysOrg. «Это позволяет нам задавать вопросы о сложных тканях человека, не требуя экспериментов на людях.«
Подробнее: лечение стволовыми клетками для восстановления разорванного мениска»
РекламаРекламаТрудный процесс
Копирование ткани звучит сложно - и это так.
Оказывается, когда исследование пытается воспроизвести научная фантастика, реальность представляет собой нечто большее, чем несколько препятствий.
Во-первых, для копирования ткани исследователи нуждаются во всех разных типах клеток. В организме человека существует множество различных типов клеток и строительных блоков, которые необходимо собирать правильно.
Реклама«Чтобы по-настоящему скопировать ткань, вам нужно удержать все правильные типы клеток», - сказал Гартнер. «Поиск материалов для использования в качестве строительных лесов, которые адекватно имитируют внеклеточную матрицу, найденную вокруг всех тканей в тело остается проблемой ».
После сборки строительных лесов исследователи должны установить человеческий эквивалент проводки - кровеносные сосуды.
РекламаРеклама"Васкуляризирующие ткани, т.е. е., добавление кровеносных сосудов, через которые вы можете перфузировать питательные вещества и реагенты, остается серьезной проблемой », - сказал Гартнер. «Мы работаем над всеми этими или пытающимися подходами, разработанными другими исследователями. "
Подробнее: Часть тела выросла в лаборатории? »
Золотая шахта потенциальной ткани
Независимо от препятствий, печатная ткань является потенциальной сокровищницей.
Функционирование печатной ткани можно использовать для проверки того, как человек будет реагировать на определенный тип лечения. Его можно даже использовать в человеческих телах как функциональные человеческие ткани легких, почек и нервных путей.
В краткосрочной перспективе исследователи используют DPAC для создания моделей заболеваний человека, чтобы больше узнать о болезнях в лабораторных условиях.
«Они могут использоваться в качестве доклинических моделей, которые могут значительно снизить стоимость разработки лекарств», - сказал Гартнер. «Они также могут использоваться в персонализированной медицине, т.е. е. персонализированная модель вашего заболевания. Мы также используем DPAC для моделирования того, что пойдет не так в тканях человека во время ключевых этапов прогрессирования болезни. Например, во время перехода от карциномы протоков in situ (DCIS) к инвазивной протоковой карциноме груди. «
Мы планируем использовать DPAC для тестирования и оценки новых стратегий для создания функциональных тканей и органов для трансплантации. Зев Гартнер, Калифорнийский университет, Сан-ФранцискоДолгосрочные заявки могут быть бесконечными.
«Мы планируем использовать DPAC для тестирования и оценки новых стратегий для создания функциональных тканей и органов для трансплантации», - сказал Гартнер. «Чтобы снять это, нам нужно понять, как клетки строят себя в тканях и как эти ткани поддерживаются и восстанавливаются при нормальной функции ткани и гомеостазе. «
Разница между краткосрочным и долгосрочным использованием технологии, такой как DPAC, - это понимание сложностей тканей. Человеческое тело состоит из более чем 10 триллионов клеток разных видов. Каждый из них имеет определенную роль в функции человека.
«Если мы сможем понять это, мы должны иметь возможность рационально проектировать подходы к созданию замещающих тканей и органов», - сказал Гартнер.«Это высокая цель, но мы лучше ориентируемся на использование таких технологий, как DPAC. «
