В Политехническом институте Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute) разработали способ трехмерной печати живой кожи в комплекте с кровеносными сосудами. Это открытие является большим шагом вперед на пути к созданию трансплантатов, которые больше похожи на кожу. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Tissue Engineering Part A.
Актуальность проблемы
Автор исследования Панкай Каранде (Pankaj Karande) комментирует: «Трансплантация кожи обеспечивает некоторое ускоренное заживление ран, но в конечном итоге ткани кожи не интегрируются с клетками-хозяевами».
Существенным препятствием для такой интеграции является отсутствие функционирующей сосудистой системы в кожных трансплантатах.
Материалы и методы обследования
Каранде работает над этой проблемой в течение нескольких лет, ранее опубликовав одну из первых работ, показывающих, что исследователи могут взять 2 типа живых клеток человека, превратить их в «био-чернила» и распечатать их в структуру, подобную коже. С тех пор он и его команда работают с исследователями из Йельской школы медицины (Yale School of Medicine), чтобы включить сосудистую систему.
Результаты научной работы
Исследователи показывают, что если добавить ключевые элементы — в том числе эндотелиальные клетки человека, которые выстраиваются внутри кровеносных сосудов, и клетки перициты человека, которые обертываются вокруг эндотелиальных клеток с коллагеном и другими структурными клетками, клетки начинают общаться и формировать биологически значимую сосудистую структуру в течение нескольких недель.
«Как инженеры, работающие над воссозданием биологии, мы всегда ценили и осознавали тот факт, что биология намного сложнее, чем простые системы, которые мы воссоздаем в лаборатории», — объясняет Каранде.
Как только ученые привили трансплантат к модели мыши, напечатанные сосуды из кожи начали соединяться с собственными сосудами мыши.
«Это чрезвычайно важно, потому что мы знаем, что на самом деле происходит передача крови и питательных веществ к трансплантату», — добавляет Каранде.
Для того, чтобы сделать это полезным на клиническом уровне, исследователи должны иметь возможность редактировать донорские клетки, используя что-то вроде технологии CRISPR, так что сосуды могут интегрироваться и быть приняты организмом пациента.
«Мы все еще не на этом этапе, но мы на один шаг ближе», — комментирует Каранда. «Это значительное развитие подчеркивает огромный потенциал 3-D биопечати в точной медицине, где решения могут быть адаптированы к конкретным ситуациям и в конечном итоге к отдельным людям».
Каранде утверждает, что необходимо будет проделать дополнительную работу для решения проблем, связанных с ожоговыми больными, которые включают потерю нервных и сосудистых окончаний.
«Для этих пациентов это решение было бы идеальным, потому что язвы обычно появляются в разных местах на теле и могут быть устранены с помощью более мелких кусочков кожи», — заключает Каранде.
Авторы другого исследования утверждают, что пересадка клеток легких повышает эффективность лечения гриппа у мышей.
