Специалисты Сеченовского университета разработали технологию управления формой клеточных сфероидов, которая позволяет получать трехмерные живые микроконструкции заданной геометрии. Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета, данное решение открывает новые возможности для тканевой инженерии, биопечати и тестирования лекарственных препаратов.
Механическое регулирование цитоскелета
Клеточные сфероиды традиционно воспринимаются как округлые структуры, используемые в качестве строительных блоков для выращивания тканей и моделирования органов. Российские исследователи создали специальные микроформы с заданной геометрией с помощью 3D-печати и поместили в них клеточный материал.
Для изменения геометрии ученые временно модифицировали механические свойства клеток, регулируя работу их цитоскелета — внутреннего каркаса, отвечающего за форму и внутреннее напряжение. Данный подход позволил сформировать устойчивые клеточные конструкции различной геометрии (от «кирпичиков» до звездчатых структур), полностью сохранив их жизнеспособность, способность к дальнейшему росту и перестройке.
«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, с помощью которого можно управлять ее функциональными свойствами. В перспективе такие подходы могут использоваться для создания более сложных тканевых архитектур, ускорения сборки биоинженерных конструкций и разработки новых платформ для тестирования лекарств».
— Петр Тимашев, научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины
Преимущества несферических конструкций
Исследование показало, что несферические клеточные структуры обладают увеличенной площадью поверхности по отношению к общему объему. Это значительно улучшает транспорт кислорода и питательных веществ внутрь формируемой ткани, а также повышает эффективность сборки более крупных тканевых систем.
Следующим этапом проекта станет детальное изучение того, как именно заданная форма влияет на поведение клеток и их долгосрочное взаимодействие. В дальнейшем технологию планируют интегрировать в системы автоматизированной биопечати.
| Характеристика технологии | Значение / Эффект |
|---|---|
| Формы клеточных конструкций | От «кирпичиков» до звездчатых структур |
| Способ создания микроформ | 3D-печать |
| Механизм управления формой | Регулирование работы цитоскелета клеток |
| Главное физическое преимущество | Увеличенная площадь поверхности к объему |
| Биологический эффект | Улучшенный транспорт кислорода и питательных веществ |
