Naukowcy odkryli sposób na wydrukowanie ludzkiej tkanki

Jeśli naukowcy chcą spojrzeć na określoną część ciała, mogą wkrótce po prostu nacisnąć klawisz "drukuj".

Zespół naukowców prowadzony przez University of California, San Francisco (UCSF), naukowców, opracował technikę drukowania tkanki ludzkiej w laboratorium.

ReklamaReklama Proces ten umożliwi badaczom i personelowi medycznemu badanie chorób i, potencjalnie, uzupełnienie żywej tkanki.

W badaniu opublikowanym w Nature Methods naukowcy opisują nową technikę zwaną DNA Programmed Assembly of Cells (DPAC).

Naukowcy używają jednoniciowego DNA jako rodzaju kleju poszukującego komórek. DNA jest wsuwane w zewnętrzne błony komórek, pokrywając komórki w przypominającym DNA rzepy.

Ogłoszenie

Komórki są inkubowane i jeśli nici DNA są komplementarne, komórki się trzymają, a połączone komórki ostatecznie prowadzą do tkanki.

Kluczem do spersonalizowanej tkanki jest połączenie odpowiednich rodzajów komórek.

ReklamaReklama Czytaj więcej: Twoja apteka wydrukuje Twoją receptę teraz »

Testowanie techniki

Aby przetestować tę technikę, naukowcy wydrukowali rozgałęzione naczynia krwionośne i gruczoły sutkowe.

W jednym eksperymencie wykorzystano komórki sutka wraz z określonym genem raka.

Naukowcy byli zaskoczeni, że DPAC w ogóle działa, powiedział starszy autor Zev Gartner, Ph.D., profesor chemii farmaceutycznej na UCSF.

Byliśmy zaskoczeni zdolnościami samoorganizacji wielu typów komórek, które wkładamy do tkanek. Zev Gartner, University of California, San Francisco

"Dodatkowo, byliśmy zaskoczeni zdolnością samoorganizacji wielu typów komórek, które wkładamy do tkanek. "Gartner powiedział Healthline. "W wielu przypadkach pierwotne komórki ludzkie mają niezwykłą zdolność do samoorganizacji - pozycjonowania się poprawnie - gdy są wbudowane w tkankę o ogólnie prawidłowym rozmiarze, kształcie i składzie. "

ReklamaReklama Gartner i jego grupa zamierzają użyć DPAC do zbadania zmian komórkowych lub strukturalnych w gruczołach sutkowych, które mogą prowadzić do rozpadu tkanek, jak te obserwowane w przypadku przerzutów nowotworowych.

Rak to tylko jedna z chorób, które badacze mogliby badać za pomocą drukowanej tkanki DPAC.

Ponadto, w przypadku komórek produkowanych za pomocą DPAC, badania można przeprowadzić za pomocą tkanki w sposób, który nie wpływa na pacjentów.

Ogłoszenie

"Technika ta pozwala nam produkować proste składniki tkanki w naczyniu, które możemy łatwo badać i manipulować", mówi współprowadzący dr Michael Todhunter, który był absolwentem badań Gartnera - powiedział PhysOrg. "Pozwala nam zadawać pytania na temat złożonych ludzkich tkanek bez konieczności przeprowadzania eksperymentów na ludziach."

Dowiedz się więcej: Leczenie komórek macierzystych w celu naprawy rozdartej łąkotki»

ReklamaReklama

Trudny proces

Kopiowanie tkanek brzmi trudno - i tak jest.

Okazuje się, że kiedy badania próbują replikować science fiction, rzeczywistość przedstawia więcej niż kilka przeszkód.

Po pierwsze, aby skopiować tkanki, naukowcy potrzebują różnych typów komórek.W ludzkim ciele istnieje wiele różnych typów komórek i klocków, które muszą być prawidłowo złożone.

Ogłoszenie

"Aby naprawdę skopiować tkankę, musisz zdobyć wszystkie prawidłowe typy komórek", powiedział Gartner. "Znalezienie materiałów do użycia jako rusztowań, które odpowiednio naśladują macierz zewnątrzkomórkową znajdującą się wokół wszystkich tkanek w ciało pozostaje wyzwaniem. "

Po złożeniu rusztowania naukowcy muszą zainstalować ludzki odpowiednik okablowania - naczynia krwionośne.

ReklamaReklama "Tkanki naczyniowe, tj. mi. dodanie naczyń krwionośnych, dzięki którym można perfundować składniki odżywcze i odczynniki, pozostaje dużym wyzwaniem ", powiedział Gartner. "Pracujemy nad tymi wszystkimi lub próbujemy podejść opracowanych przez innych badaczy. "

Przeczytaj więcej: Część ciała wyhodowana w laboratorium? »

Potencjalna złota kopalnia tkanek

Niezależnie od przeszkód, drukowana tkanka jest potencjalnym skarbem.

Funkcjonowanie wydrukowanej tkanki można wykorzystać do sprawdzenia, w jaki sposób dana osoba zareagowałaby na określony rodzaj leczenia. Może być nawet stosowany w ludzkich ciałach jako funkcjonalne ludzkie tkanki płuc, nerek i obwodów neuronalnych.

W krótkim okresie naukowcy używają DPAC do budowania modeli chorób człowieka, aby dowiedzieć się więcej o dolegliwościach w warunkach laboratoryjnych.

"Mogą być używane jako modele przedkliniczne, które mogą znacznie obniżyć koszty opracowania leków" - powiedział Gartner. "Mogą być również stosowane w medycynie spersonalizowanej, i. mi. spersonalizowany model twojej choroby. Używamy także DPAC do modelowania tego, co dzieje się źle w tkankach ludzkich podczas kluczowych etapów postępu choroby. Na przykład podczas przejścia od raka przewodowego in situ (DCIS) do inwazyjnego raka przewodowego piersi. "

Planujemy wykorzystać DPAC do testowania i oceny nowych strategii budowania funkcjonalnych tkanek i narządów do przeszczepów. Zev Gartner, University of California, San Francisco

Długotrwałe aplikacje mogą być nieskończone.

"Planujemy wykorzystać DPAC do testowania i oceny nowych strategii budowania funkcjonalnych tkanek i narządów do przeszczepów" - powiedział Gartner. "Aby to zrobić, musimy zrozumieć, w jaki sposób komórki budują się w tkankach oraz w jaki sposób te tkanki są utrzymywane i naprawiane podczas normalnej funkcji tkankowej i homeostazy. "

Różnica między krótkoterminowym i długotrwałym stosowaniem technologii takich jak DPAC polega na zrozumieniu złożoności tkanek. Ciało ludzkie składa się z ponad 10 trylionów komórek różnych rodzajów. Każdy ma określoną rolę w funkcjonowaniu człowieka.

"Jeśli uda nam się to zrozumieć, powinniśmy być w stanie racjonalnie projektować podejścia do budowy zastępczych tkanek i narządów" - powiedział Gartner."To szczytny cel, ale taki, w którym jesteśmy lepiej przygotowani do wykorzystania technik takich jak DPAC. "