Аналогично тому, как игла проигрывателя пластинок скользит по вырезанным на виниле желобкам, создавая музыку, клетки используют стратегически размещенные белки и механические триггеры для ориентирования в своей сложной среде, воспроизводя процессы развития. В последнем исследовании команда ученых использовала микроскопические механические и химические сигналы, чтобы воссоздать клеточную активность во время развития.
Доктор Питер Ньюман, один из авторов исследования, сравнил создание тканей из клеток со строительством здания из разных частей. Без четкой инструкции результат будет хаотичным. То же самое с клетками — для развития им нужен четкий план.
Новый метод служит своеобразной инструкцией для клеток, позволяя им создавать ткани, которые лучше организованы и больше напоминают их естественные аналоги. Используя этот способ, ученые создали сборку из костной и жировой тканей, которая напоминает структуру кости, а также сборку тканей, которые напоминают процессы раннего развития млекопитающих.
Комплексные структуры, подобные органам называются «органоидами». Их исследование помогает ученым понять, как органы развиваются и работают, и как генетические мутации и ошибки в развитии вызывают болезни. Эти знания также помогают разрабатывать методы лечения клетками и генами. Возможность создавать нужные типы клеток также открывает путь к производству стволовых клеток для медицинских целей.
В прошлом стволовые клетки использовались для создания разных видов клеток, но ученые не могли точно контролировать их дифференциацию и сборку в 3D. С использованием этой биоинженерной технологии можно направлять стволовые клетки на формирование определенных клеточных типов и правильно организовывать их во времени и пространстве, тем самым повторяя естественное развитие органа.
Команда сосредоточится на развитии этой техники для продвижения регенеративной медицины и новых подходов к лечению заболеваний. Например, при потере зрения функциональные клетки могут заменить клетки в глазу, которые были потеряны из-за болезни. Трансплантация органов может стать более доступной для пациентов.
