Прорыв в регенеративной медицине: кровеносные сосуды для биоинженерных тканей.

Ученые Университета Райса (Rice University) и Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine - BCM) разрушили одно из основных препятствий на пути к выращиванию в лабораторных условиях тканей для трансплантации. Они нашли способ выращивать кровеносные сосуды, в том числе капилляры, необходимые для поддержания жизни тканей.

С новым исследованием, которое будет опубликовано в январском номере журнала Acta Biomaterialia, можно ознакомиться в Интернете.

«Невозможность получить сосудистые сети - или васкулатуру – в выращенных в лабораторных условиях тканях является главной проблемой сегодняшней регенеративной медицины», - говорит ведущий соавтор статьи профессор биоинженерии и заведующий кафедрой в Университете Райса Дженнифер Вест (Jennifer West). «Если нет кровоснабжения, невозможно получить структуру ткани толще нескольких сотен микрон».

В качестве базового материала группа исследователей во главе с Вест и молекулярным физиологом из BCM Мэри Дикинсон (Mary Dickinson) выбрала полиэтиленгликоль (PEG) – нетоксичный пластик, широко используемый в медицинских устройствах и пищевой промышленности. Основываясь на 10-ти летнем опыте работы лаборатории Вест, ученые модифицировали PEG, имитируя экстрацеллюлярный матрикс организма - сеть белков и полисахаридов, составляющую значительную часть большинства тканей.

Вест, Дикинсон и их коллеги соединили модифицированный полиэтиленгликоль с двумя видами клеток, оба из которых необходимы для образования кровеносных сосудов. Используя свет, превращающий полимерные нити PEG в трехмерный гель, они получили мягкий гидрогель, содержащий живые клетки и ростовые факторы. С помощью time-lapse микроскопии они снимали гидрогели в течение 72 часов. Пометив оба типа клеток различными флуоресцентными маркерами, ученые смогли наблюдать за тем, как клетки медленно образуют капилляры во всей массе мягкого пластичного геля.

Чтобы протестировать новые сети кровеносных сосудов, ученые имплантировали гидрогели в роговицу глаза мышей, где отсутствует естественное кровоснабжение. Введение красителя в кровь животных подтвердило существование нормального кровотока во вновь образовавшихся капиллярах.

Другим ключевым достижением, опубликованным в ноябре прошлого года Вест и аспирантом Джозефом Хоффманном (Joseph Hoffmann), является разработка новой технологии, названной «двухфотонной литографией» - сверхчувствительного метода использования света для создания сложных трехмерных структур в мягких PEG-гидрогелях. Вест считает, что эта технология позволит инженерам осуществлять тонкий контроль над тем, где растут и куда перемещаются клетки. В дальнейших экспериментах, также в сотрудничестве с лабораторией Дикинсон, Вест и ее группа планируют использовать свой метод для выращивания сосудов в заранее заданных гелевых паттернах.