Ученые из МФТИ сделали большой шаг к выращиванию "заплаток" для сердца
Биофизики из России изучили то, как взаимодействуют полимерные каркасы с культурами клеток сердца и значительно продвинулись в сторону создания технологий, позволяющих выращивать "запасное" сердце или заплаток для него из культур клеток пациента, говорится в статье, опубликованной в журнале Acta Biomaterialia.
Константин Агладзе, профессор Московского физико-технического института в Долгопрудном, и его коллеги уже несколько лет изучают то, как работают клетки сердца и пытаются найти методы исправления ошибок в их работе. Недавно его команда создала своеобразное "сердце Франкенштейна", заставив клетки сердечной ткани, извлеченные из тела двух разных видов животных, соединиться и биться в унисон.
Подобные сведения, как надеются ученые, в конечном итоге позволят выращивать полноценные копии сердца пациента, используя полимерные шаблоны, поверх которых будут расти различные клетки, составляющие основу сердечной ткани человека и других животных. Вдобавок, эти знания можно использовать для выращивания своеобразных "заплаток", при помощи которых можно заменять те части сердца, которые были повреждены во время инфаркта или из-за других болезней.
Решение и той, и другой задачи, требует понимания того, как клетки взаимодействуют с этими шаблонами и как полимерные каркасы могут управлять их ростом. Российские ученые сделали первый шаг к раскрытию этих тайн, наблюдая за тем, как два ключевых типа клеток сердечной мышцы - кардиомиоциты, мышечные волокна, и фибробласты, основа соединительной ткани, растут на поверхности нановолокон из полилактида, биоразлагаемого полимера из молекул молочной кислоты.
"При помощи трех независимых методов мы показали, что кардиомиоциты, развиваясь на подложке из нановолокон, покрывают их со всех сторон и в большинстве случаев приобретают форму "футляра". Фибробласты же имеют более жесткую структуру и меньшую площадь взаимодействия с нановолокнами, поскольку опираются на них лишь с одной стороны", - рассказывает Агладзе.
Помимо этого, ученым удалось раскрыть множество различий в том, как эти клетки ведут себя и реагируют на внешние раздражители, что поможет им выработать стратегии по использованию подобных материалов для выращивания полноценных аналогов сердечной мышцы.
К примеру, Агладзе и его коллеги обнаружили, что кардиомиоциты сильнее "цепляются" за поверхность нанонитей, чем фибробласты, что необходимо учитывать при проектировке каркасов для "заплаток" и полных "копий" сердца. Все это критически важно для дальнейшего развития технологий регенерации органов и тканей, заключают ученые.
