Придумана трёхмерная чашка Петри

 


Как это можно сделать — придумал Шугуан Чжан (Shuguang Zhang), заместитель директора Центра биомедицинского инжиниринга Массачусетского технологического института (Center for Biomedical Engineering).


Хотя в организме размножающимся клеткам предоставлен трёхмерный объём, в лабораторных опытах культуры выращивают в чашках Петри, фактически, в виде двухмерных плёнок. Однако для многих видов исследований такое упрощение — уже нежелательно.


Автор концепции объясняет, что в естественной среде клетки присоединяются к другим клеткам при содействии молекул, типа коллагена, который является главным компонентом соединительной ткани. "Запутанная" в этой пористой сети клетка в состоянии правильно проводить обмен питательных веществ и получать кислород, необходимый для метаболизма. Таким образом, клетки в двухмерной окружающей среде ведут себя не как обычно. Их морфология изменяется на пригодную для плоскости.


Так у клеток в чашке Петри рецепторы, отвечающие за соединение, мигрируют к одной стороне клетки, которая драматично меняет свои метаболические функции и картину роста.


Метод, который в последнее время активно развивает и пропагандирует Чжан, предусматривает создание трубки, заполненной самособирающимися пептидами по имени RADA16, способными спонтанно организовывать себя в трёхмерный каркас, в котором клетки могут расти так, как они растут в теле.


Предыдущие попытки (за прошлые 30 лет) создать искусственные среды из синтетических микроволокон столкнулись с двумя главными препятствиями. Во-первых, диаметры волокон были всё ещё на несколько порядков больше, чем клетки, так что, по существу, поверхность таких волокон была для них той же плоскостью. А во-вторых, если материалы и были правильного размера, то содержали массу активных веществ, влияющих на биохимию клеток непредсказуемым образом, как, к примеру, экспериментальный Matrigel. А даже незначительные изменения в параметрах матрицы затрагивали рост, выживание и дифференцирование клеток.


В "трёхмерной чашке Петри" Чжана диаметр отдельных волокон составляет 0,2% от поперечника живой клетки. К тому же учёный добавил в матрицу фрагменты аминокислот, которые побуждали культивированные в такой среде стволовые клетки дифференцироваться в клетки различных типов.


Чжан полагает, что со временем все работы с клеточными культурами перейдут на трёхмерные каркасы. От простых исследований по реакции биологических образцов на антибиотики до сложнейших работ по регенерации тканей.


Любопытно, что читатели "Мембраны" уже дважды сталкивались с мистером Чжаном. Именно пептидные трёхмерные каркасы Чжана задействовали его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) в проекте белковой солнечной батареи. А ещё профессор Шугуан Чжан вдохновил одного американского архитектора на то, чтобы нарисовать новое здание китайского Института нанобиомедицинских технологий в виде биологической клетки со всеми её мелкими деталями.

Источник: MEMBRANA.RU