Уши из яблок? Обещания биоинженеров стращают и веселят сразу

    Ради прорыва наука черпает вдохновение отовсюду. Липучая пластина с микробами подарила нам первый антибиотик — пенициллин. Соединение дрожжей с платиновым электродом под напряжением подарило нам массивный химиотерапевтический продукт — цисплатин. Целитель Эндрю Пеллинг из Вуза Отттавы черпает свои конструктивные идеи из классики научной фантастики «Маленький магазин ужасов». А именно, ему же нравится первостепенный антагонист кинофильма: людоедское растение «Обри-2».

    Это же нечто схожее на растение с характеристиками млекопитающего, поведал Пеллинг на конференции Exponential Medicine в Сан-Диего на данной недельке. «Поэтому мы начали задаваться вопросцем: можно ли вырастить это же в лаборатории?».

    Конечная миссию Пеллинга, конечно же, заключается и не в фолиант, дабы реанимировать научно-фантастического монстра. Заместо сего он намерено осознать, умеют ли нормальные растения предоставить нужную структуру для замещения человечьих тканей.

    Расцвет механобиологии

    Выкармливание людского уха из яблок может появиться странноватым действием, однако отправная точка Пеллинга заключается в том, что волокнистые начинке поразительно похожи на микросреды, в каких в лабораториях привычно выращиваются биоинженерные людские ткани.

    Для приготовления подмены уха, к примеру, ученые привычно вырезают либо печатают на 3D-принтере полые опорные структуры из дорогих биосовместимых материалов. Потом они засевают людские стволовые клеточки в эту структуру и тщательно пичкают ее коктейлем причин увеличения и питательных веществ, побуждая клеточки расти. В итоге, сквозь недельки и месяцы инкубации, клеточки распространяются и дифференцируются в кожные клеточки на лесах. В итоге выходит биоинженерное ухо.

    Неполадка в фолиант, что порог входа максимально высочайший: стволовые клеточки, причины увеличения и материалы для лесов — все это же дороговато выкупить и мудрено произвести.

    Однако надобны ли эти ингридиенты в реальности?

    «Мы частенько думаем об биологии через призму генома либо биохимии», разговаривает Пеллинг. Однако клеточки и ткани являются живыми ингридиентами — они вытягиваются, сжимаются и сдвигаются, производя механические силы, кои воздействуют друг на друга.

    Уши из яблок? Обещания биоинженеров стращают и веселят одновременно

    В процессе ряда тестов Пеллинг и альтернативные нашли, что эти механические силы являются не попросту побочным товаром биологии; быстрее, они коренным образом регулируют лежащие в базе молекулярных устройств клеточки.

    Раньше научные исследования продемонстрировали, что каждый шаг увеличения зародышей — «фундаментальный процесс в биологии» — можно регулировать и держать под контролем механической информацией. То есть, физические силы умеют вдохновлять клеточки разделяться и мигрировать сквозь ткани, так как наш генетический код обращает развитие всего организма.

    В лаборатории растяжение и механическое стимулирование клеток, по-видимому, конструктивным образом обменивает них поведение. В одном из анализов команда Пеллинга насыпала раковых клеток на лист клеток кожи, выращенных на деньке чашечки Петри. Раковые клеточки собрались совместно в мизерные шарики, образовав  точный барьер меж микроопухолью и клеточками кожи.

    Однако когда команда ученых расположила всю клеточную систему в прибор, которое ее немного вытягивало — имитируя дыхание и движение туловища — клеточки опухоли стали враждебными, проникая в слой клеток кожи.

    «Здесь нет никакой гибриды генов либо даже биохимии. Это же сугубо механическое воздействие», разговаривает Пеллинг. «Между этими вещами бытует базовая связь».

    Что гораздо кульнее: для тамошнего, дабы механические силы преобразовали поведение клеток, активного движения и не требуется. Формы микросреды довольно, дабы обратить них деяния.

    К примеру, когда Пеллинг расположил два типа клеток в физическую структуру с канавками, клеточки самоотделились в течение пары часов, и один тип вырос в канавках, а уж альтернативный на наиболее больших выпуклостях. Ординарно ощущая форму данной рифленой поверхности, они «научились» отделяться и пространственно улечся.

    Итак: используя одну лишь форму, можно провоцировать клеточки сформировывать сложноватые трехмерные фотомодели.

    И вот тут нам поможет яблоко.

    Яблоко… либо ухо?

    Под микроскопом микросреда яблока присутствует в фолиант же масштабе длины, что и искусственные поверхности для приготовления замещающих тканей. Это же открытие принудило ученых призадуматься: неужто может быть применять эту структуру поверхности цветков для выкармливания человечьих органов?

    Дабы проверить это же, они взяли яблоко и вымыли все его растительные клеточки, ДНК и альтернативные биомолекулы. Остались лишь волокнистые леса — они гораздо застревают у вас в зубах. Когда команда расположила вовнутрь людские и звери клеточки, клеточки начали расти и распространяться.

    Воодушевившись результатом, ученые вырезали яблоко в форме людского уха и повторили процесс свыше. Сквозь несколько недель клеточки распространились и превратили фрагмент яблока в мясистое людское ухо.

    Конечно же, одной формы будет недостаточно. Заместительная ткань а также обязана прижиться снутри организма.

    Потом команда имплантировала яблоковые леса прямо под кожу грызуны. Всего за восемь недель здоровенные клеточки грызуны не совсем только заселили матрицу, да и тело грызуна а также произвело новейшие кровяные сосуды, кои посодействовали лесам жить и процветать.

    У биоинженерной ткани существуют три немаловажных характеристики: она неопасна, она биосовместима и она выполняется из возобновляемого, этичного родника.

    «Эта штука становится жив частью туловища, будучи выращенной в яблоке, и нам пригодилось ординарно сходить в продуктовый магазин», разговаривает Пеллинг.

    Переход от теории к практике

    Пеллинг в особенности восхищается собственными плодами по причине простоты: для работы и не требуются стволовые клеточки либо экзотичные причины увеличения. Стильный подход ординарно употребляет физическую структуру растения.

    В текущее время команда расширяет собственную работу перед началом трех главных областей тканевой инженерии: хрящи мягеньких тканей, костная ткань, спинной головной мозг и нервишки. Значимость заключается в том, дабы сравнить специфическую микроструктуру растения с тканью.

    И для чего ограничиваться телом, которое нам отдала природа? Ежели формы лесов являются одиним-единственным детерминантом инженерии ткани либо органа, посему бы и не сделать свои собственные формы?

    Пеллинг вооружился данной мыслью и сделал дизайнерскую организацию, которая будет составлять леса для трех разнообразных типов ушей: обыкновенных человечьих ушей, заостренных ушей, как только у Спока, и волнистых, кои сумеют в теории угнетать либо облагораживать разнообразные частоты.

    Наконец, все мы там будем, да? Поведайте в нашем чате в Телеграме.