Kako izgledaju krvna zrnca proizvedena u laboratoriji: Naučnici opisali ovaj složen proces

Poseban izazov predstavlja stvaranje mreže krvnih sudova, posebno mikroskopski tankih kapilara koji mogu biti široki samo 0,005 milimetara, što je 34 puta tanje od ljudske dlake. Krvne ćelije bukvalno prolaze kroz njih jedna po jedna.

Sada su istraživači sa MIT-a objavili studiju koja opisuje metod za stvaranje krvnih sudova sa neviđenom preciznošću, izveštava ScienceAlert.

Preciznost korišćenjem magnetnih sila

Pravilno formiranje krvnih sudova je ključno za funkcionisanje bilo kog laboratorijski stvorenog tkiva, jer kapilari dostavljaju kiseonik i hranljive materije do njega. Nova metoda se zasniva na upotrebi magnetnih sila koje nježno rastežu i usmeravaju ćelije krvnih sudova na željenu lokaciju.

Srbija

Bljuvao sam čistu krv: Aleksandru umjesto kisele vode poslužili kiselinu

„Zdrava tkiva zavise od organizovanih mreža krvnih sudova, ali postojeći protokoli ne dozvoljavaju stvaranje takvih mreža unutar vještački stvorenih tkiva. Sposobnost programiranja rasta krvnih sudova fizičkim stimulusima mogla bi nam omogućiti da pouzdano proizvodimo tkiva koja se mogu implantirati u tijelo i obnoviti funkciju organa nakon teške bolesti ili povrede“, objašnjava mašinski inženjer Ritu Raman sa MIT-a.

Kako sistem funkcioniše

Sistem se sastoji od malog čipa koji sadrži laboratorijski uzgajane endotelne ćelije, koje normalno oblažu unutrašnjost krvnih sudova. Ćelije su uronjene u gel napravljen od kolagena, jednog od ključnih proteina u tijelu. U čip se postavlja sićušni magnet, kojim upravljaju spoljni magneti u tri dimenzije. Regulisanjem sile kojom magneti dijeluju na onaj u čipu, istraživači su mogli precizno da usmjere pravac i način rasta novih krvnih sudova.

Ovaj pristup je prilagođena verzija metode koju su isti istraživači već koristili za stvaranje vještačkih mišića i živaca. Promjenom jačine spoljašnjeg magnetnog polja, naučnici su mogli da kontrolišu dužinu i broj novih krvnih sudova.

Iako je projekat još uvijek u ranoj fazi, početni rezultati pokazuju veliki potencijal.

„Ključna stvar je da istezanje krvnog suda napred-nazad stimuliše rast novih kapilara. Mehaničke sile igraju važnu ulogu u našem tijelu. To znači da sada znamo kako da uzgajamo više ili manje krvnih sudova, kako da kontrolišemo njihovu dužinu i kako da ih usmjerimo u određenim pravcima“, kaže Raman.

Uloga ključnog gena

Proces stvaranja novih krvnih sudova, poznat kao angiogeneza, do sada je repliciran u laboratorijama korišćenjem metoda koje nisu imale dovoljnu kontrolu.

Svijet

Godinama je krišom ubijala bebe, a jedna bilješka ledi krv: Ja sam zlo...

„Moguće je koristiti hemijske signale, kao što su faktori rasta, da bi se usmerio rast krvnih sudova, ali to nije dovoljno precizno. Zato su nam potrebne druge vrste signala koje možemo oblikovati i koristiti za izgradnju tkiva sa organizovanom mrežom krvnih sudova“, objašnjava Raman.

Tim je takođe istraživao osnovne mehanizme samog procesa. Ponovili su eksperimente sa ćelijama koje su genetski modifikovane da nemaju gen PIEZO1. Ovaj gen kontroliše jonske kanale koji regulišu šta ulazi i izlazi iz ćelije. U ovom slučaju, to je kanal koji reaguje na mehaničke stimuluse. Eksperiment je pokazao da se bez gena PIEZO1 formira znatno manje krvnih sudova, što dokazuje da je aktiviranje ovih jonskih kanala ključno.

Sljedeći koraci

Sljedeći koraci tima uključuju testiranje protoka krvi kroz vještački stvorene arterije, vene i kapilare. Takođe planiraju da uzgajaju tkivo oko novostvorene vaskularne strukture, počevši od mišića.

„Sada istražujemo kako precizno oblikovanje rasta krvnih sudova može pomoći u poboljšanju funkcije mišića“, kaže Džesika Šah, biomedicinski inženjer sa MIT-a.

Istraživanje je objavljeno u časopisu PNAS.

(sputnik srbija)