Ученые Сеченовского Университета разработали технологию управления формой клеточных сфероидов — трехмерных живых микроконструкций, используемых как строительные блоки при выращивании тканей и создании биоинженерных моделей органов. Новый подход позволяет получать клеточные агрегаты заданной формы — квадратные, призматические и звездообразные. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе университета.
Клеточные сфероиды способны имитировать свойства живой ткани значительно точнее, чем традиционные культуры клеток. Их применяют для тканевой инженерии, моделирования заболеваний и оценки действия лекарств. Однако под действием внутренних механических сил клетки стремятся принять форму, близкую к сфере, что ограничивает возможности создания сложных конструкций.
Исследователи из Института регенеративной медицины Сеченовского Университета создали специальные микроформы заданной геометрии с помощью 3D-печати и поместили в них клетки. Параллельно они временно изменяли механические свойства клеток, регулируя работу их цитоскелета — внутреннего каркаса, отвечающего за форму и напряжение клетки. Это позволило формировать устойчивые конструкции различной геометрии при сохранении жизнеспособности клеток.
Для понимания механизмов формирования структур ученые объединили прижизненную видеомикроскопию, инструменты искусственного интеллекта и компьютерное моделирование, описывающее поведение клеточной массы как вязкой среды. Ключевым свойством несферических конструкций оказалась увеличенная площадь поверхности относительно объёма, что улучшает транспорт кислорода и питательных веществ внутрь ткани.
«Мы привыкли воспринимать клеточные сфероиды как естественно округлые структуры, но в действительности их геометрией можно управлять, если понимать механические законы, по которым клетки взаимодействуют друг с другом. Наша работа показывает, что форма клеточной конструкции — это инструмент управления ее функциональными свойствами», — отметил Петр Тимашев, научный руководитель НТПБ.
Ранее был найден способ запустить восстановление суставов без лекарств.