Архив медицинских новостей Август-2015

Ученые придумали систему быстрой и надежной сборки сердечной ткани

Биоинженеры из Университета Торонто (University of Toronto) разработали быстрый и простой способ «сборки» ткани сердечной мышцы из выращенных в лаборатории клеток, напоминающий застегивание «липучки» на обуви или одежде. «Одно из главных преимуществ – простота использования. Мы можем строить большие фрагменты ткани прямо в тот момент, когда они нужны, и разбирать их так же легко. Я не знаю другой техники, дающей такую же возможность», – говорит глава проекта профессор Милица Радисич (Milica Radisic).

Клетки сердечно-мышечной ткани (кардиомиоциты) выращиваются в лабораторных условиях уже давно. Однако проблема в том, что они часто и близко не напоминают клетки организма. Реальные клетки сердца растут в среде, обеспеченной белковыми каркасами-«подложками» и клетками-помощниками, группирующими их в длинные тонкие мышцы. Клеточные культуры в лаборатории без такой поддержки склонны к аморфности и слабости.

Радисич и ее группа сконцентрировались на том, чтобы максимально точно воссоздать среду, в которой клетки растут в организме. Из специального полимера POMaCбыла создана сетка-каркас для клеток, напоминающая пчелиные соты неправильной формы. На поверхность получаемой сердечной ткани внедрялись Т-образные «штырьки», которые действуют как крючки липучки Velcro: если соединить два слоя выращенной ткани, они зацепляются за «соты» и скрепляют слои. Соединенные таким образом фрагменты ткани практически немедленно начинали функционировать: под действием электрической стимуляции они синхронно сокращались и расслаблялись. Ученые в своих опытах соединяли до трех слоев ткани.

Конечная цель – создать искусственную ткань, которую можно будет использовать для операций на сердце, заменяя поврежденную сердечную мышцу на нужных участках. Поскольку «сборка» так проста, можно адаптировать ткань по толщине и размерам для каждого пациента прямо перед операцией. Полимерная сетка, на которой выращена ткань, биоразлагаема, и через несколько месяцев постепенно выведется.

В опытах, описанных в статье в Science Advances, ученые выращивали не только кардиомиоциты, но и фибробласты и эндотелиальные клетки.

Следующим шагом будет проверка системы in vivo, группа готовит имплантационные эксперименты. 

Engineers have just made assembling functional heart tissue as easy as fastening your shoes. The team has created a biocompatible scaffold that allows sheets of beating heart cells to snap together just like Velcro.