Исследователи SUTD создают клетки сердца из стволовых клеток с помощью 3D-печати
Искусственные эмбриоидные тела с разными характеристиками, изготовленные с помощью 3D-печати. Кредит: SUTD

Все люди начинают с единственной клетки, которая затем делится, чтобы в конечном итоге сформировать эмбрион. В зависимости от сигналов, посылаемых соседними клетками, эти разделенные клетки затем развиваются или дифференцируются в определенные ткани или органы.

В регенеративной медицине контроль этой дифференциации в лаборатории имеет решающее значение, поскольку стволовые клетки могут быть дифференцированы, чтобы обеспечить рост органов in vitro и заменить поврежденные взрослые клетки, особенно те, которые имеют очень ограниченные возможности к репликации, такие как мозг или сердце.

Один из распространенных подходов, применяемых учеными при дифференцировке стволовых клеток, — использование химических стимуляторов. Хотя этот метод очень эффективен для создания одного типа клеток, ему не хватает способности воспроизводить сложность живых организмов, где несколько типов клеток сосуществуют и взаимодействуют, образуя орган.

Другой метод, основанный на естественном процессе развития клеток, заключается в упаковке стволовых клеток в небольшие клеточные агрегаты или сферы, называемые эмбриоидными тельцами. Как и в случае с настоящими эмбрионами, межклеточное взаимодействие в эмбриоидных тельцах является основным двигателем дифференцировки. При производстве этих эмбриоидных тел было обнаружено, что такие параметры, как количество клеток, размер и сферичность эмбриоидного тела, влияют на типы производимых клеток.

Однако, поскольку ученые не смогли контролировать эти параметры, им пришлось кропотливо произвести большое количество эмбриоидных тел и выбрать для изучения конкретные с подходящими характеристиками.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) обратились к аддитивному производству, чтобы контролировать дифференцировку стволовых клеток в эмбриоидных телах. Их исследование было опубликовано в Bioprinting.

Применяя мультидисциплинарный подход, объединив исследовательские области трехмерного производства и наук о жизни, доктор философии. студент Рупамбика Дас и доцент Хавьер Г. Фернандес 3-D напечатали несколько физических устройств в микромасштабе с точно настроенной геометрией. Они использовали устройства, чтобы продемонстрировать беспрецедентную точность в направленной дифференцировке стволовых клеток посредством образования эмбриоидных тел (см. Изображение). В своем исследовании они успешно отрегулировали параметры для увеличения производства кардиомиоцитов, клеток, которые находятся в сердце.

«Сфера аддитивного производства развивается непревзойденными темпами. Мы наблюдаем уровни точности, скорости и стоимости, которые были немыслимы всего несколько лет назад. Мы продемонстрировали, что трехмерная печать достигла своего предела. геометрической точности, где он может контролировать результат дифференцировки стволовых клеток. И тем самым мы продвигаем регенеративную медицину к дальнейшему развитию наряду с ускоренными темпами индустрии аддитивного производства «, — сказал главный исследователь, доцент Хавьер Г. Фернандес из SUTD.

«Использование трехмерной печати в биологии было сосредоточено на печати искусственных тканей с использованием клеток, нагруженных клетками, для создания искусственных органов по частям. Теперь мы продемонстрировали, что трехмерная печать имеет потенциал для его использования в био-вдохновленном подходе, в котором мы можем контролировать рост клеток в лаборатории так же, как они растут in vivo «, — добавил первый автор Рупамбика Дас, доктор философии. студент ЮУТД ./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *