Сердце человека, выращенное на листьях шпината
Исследователи, стремясь расширить масштабы воспроизведения тканей человека от небольших лабораторных образцов до полноразмерных органов, столкнулись с главной проблемой: как создать сосудистую систему, способную обеспечить полноценное кровоснабжение развивающейся ткани. В рамках данного вопроса ученые успешно культивировали клетки сердца человека на листьях шпината, лишенных растительных клеток.
Исследователи сталкиваются с фундаментальной проблемой кровоснабжения новообразованной ткани, стремясь расширить масштабы воспроизведения тканей человека от небольших лабораторных образцов к органам натуральной величины, необходимым для трансплантации при лечении различных соматических заболеваний или травм.
Современные методы биоинженерии, в том числе 3-D печать, не может создать разветвленную сеть кровеносных сосудов капиллярного масштаба, необходимых для доставки кислорода, питательных веществ и нормального развития и метаболизма тканей. В этой связи многопрофильная исследовательская группа Вустерского политехнического института (Worcester Polytechnic Institute (WPI)), Университета Висконсин-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison), Арканзаского Университета штата Джонсборо (Arkansas State University-Jonesboro) успешно начала использовать материал растительного происхождения.
В серии экспериментов происходило культивирование миофибрилл сердца человека на листьях шпината, которые были предварительно очищены от растительных клеток. Сосудистую сеть листьев заполняли жидкостью и микрогранулами, аналогичными по размеру клеток крови человека, а также человеческими клетками, выстилающими кровеносные сосуды.
Эти концептуальные исследования позволят в дальнейшем вырастить различные слои здоровой сердечной мышцы для лечения пациентов с инфарктом миокарда.
После того, как клетки растения вымываются, остается основа из целлюлозы, природного соединения, которое не является вредным для организма человека. Целлюлоза используется в самых разнообразных областях регенеративной медицины, таких как биоинженерии хряща, костной ткани и заживлении ран.
Исследователи ожидают, что этот метод будет работать со многими видами растений, которые могли бы адаптировать для специализированных методов регенерации тканей.
Источник: Joshua R. Gershlak, Sarah Hernandez, Gianluca Fontana, Luke R. Perreault, Katrina J. Hansen, Sara A. Larson, Bernard Y.K. Binder, David M. Dolivo, Tianhong Yang, Tanja Dominko, Marsha W. Rolle, Pamela J. Weathers, Fabricio Medina-Bolivar, Carole L. Cramer, William L. Murphy, Glenn R. Gaudette. Crossing kingdoms: Using decellularized plants as perfusable tissue engineering scaffolds. Biomaterials, 2017; 125: 13 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.02.011
