Испытана технология биопечати стволовыми клетками
Американские учёные сделали серьёзный ход вперёд на пути перехода клеточной терапии от ранних опытов к серийной практике. Биологи приспособили технику струйной печати для скоростного производства клеточных агрегатов, талантливых дифференцироваться в каждые ткани.
Исследователи из медицинской школы Гарварда (Harvard Medical School) сосредоточили внимание на ранней стадии развития культуры эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), в то время, когда они формируют так именуемое эмбриоидное тело (ЭТ, embryoid body). Эти сферические конгломераты создаются из плюрипотентных ЭСК и воспроизводят в лабораторных условиях самые ранние стадии развития эмбриона.
Такие структуры являются моделями клеточных и молекулярных сотрудничеств на первых этапах формирования организма (при человека — это недоступная иными способами изучения фаза). Помимо этого, ЭТ при должном вмешательстве способны преобразовываться в культуры вторых клеток (нейронов, кардиомиоцитов и без того потом), а потому ответственны для развития регенеративной медицины и органов выращивания и технологии тканей.
Но на пути к расширению таковой технологии поднимается неприятность надёжного изготовления множества ЭТ без механической травмы, с нужными размерами, однородностью и формой, с высокой воспроизводимостью параметров от экземпляра к экземпляру.
Ранее для эмбриоидных тел использовали метод и ручные пипетки висячей капли (hanging-drop method). Но данный метод медлителен (на подготовку одной капли, в которой после этого разовьётся ЭТ, нужно израсходовать порядка 10 мин.), не через чур аккуратен и не отличается надёжным повторением результата.
Рис. 1. Схема процесса массового производства эмбриоидных тел при помощи биопечати (иллюстрация Feng Xu, Utkan Demirci et al.).
По данным EurekAlert!, американцы решили эту проблему, заменив руки и пипетку лаборанта на биопринтер, печатающий на стекле (перевёрнутой крышке чашки Петри) стройные последовательности микроскопических капелек с суспензией ЭСК (смотрите рисунок). Скорость таковой печати может быть около 160 капель в секунду.
После этого крышку переворачивают и накрывают ею чашку. Подвешенные капельки остаются в таком положение 24 часа, за это время клетки планируют в ЭТ. Потом эмбриоидные тела перемещают на пластину с практически сотней углублений, в которых изолированные ЭТ развиваются ещё 96 часов, по окончании чего с ними возможно проводить предстоящие работы.
Учёные удачно испытали собственный способ на клетках мыши, но в теории он применим и к людским ЭСК. Сейчас гарвардская команда собирается сравнить функциональность клеток, выращенных старым способом и новым.
Результаты нынешнего опыта изложены в статье
Feng Xu, BanuPriya Sridharan, ShuQi Wang, Umut Atakan Gurkan, Brian Syverud, and Utkan Demirci Embryonic stem cell bioprinting for uniform and controlled size embryoid body formation. – Biomicrofluidics 5, 022207 (2011); doi:10.1063/1.3580752 (8 pages).