Клетки объединяются для помощи пациентам

Ученые Сеченовского университета впервые напечатали с помощью лазерного биопринтера клетки, которые в будущем позволят создавать человеческие ткани и органы.

Попасть в лабораторию Сеченовского университета непросто: нужно пройти лабиринт из множества шлюзов. Благодаря такой системе частицы и микроорганизмы не попадают в главное помещение. Внутри специалистов встречает большой 3D-биопринтер, который управляется с помощью небольшого планшета. Научный сотрудник Института регенеративной медицины (ИРМ) Сеченовского университета Полина Бикмулина показывает, как напечатать ухо из гидрогеля:

— Мы берем обычный файл с трехмерной моделью, созданной в любой из специализированных программ, — рассказывает Полина. — И потом уже настраиваем сами сопла принтера (специальные отверстия в печатающей головке картриджа. — «МЦ»), чтобы они начали печатать необходимую нам модель. Но таким образом получится обычная фигура, как на обычном принтере, который печатает пластиком. А для того, чтобы получить «одушевленный» предмет, в состав субстанции необходимо добавить живые клетки. В нашем случае — сфероиды.

— Это шарообразная структура из множества клеток, — рассказывает Полина. — Их число там может достигать от сотен до десяти тысяч.

В такой структуре клетки прикреплены друг к другу, формируя некую микроткань. Но они не срастаются, и сфероиды можно отделить друг от друга.

— Они более устойчивы к стрессу, нежели единичные структуры, — рассказывает специалист. — Все же биопечать имеет много стрессовых факторов: колебания температуры, кислотности и, конечно же, давления. В Сеченовском университете используют именно сфероиды, чтобы минимизировать процент погибших клеток по окончании биопечати и для успешного развития после процедуры. Ведь самой первой ступенью была клеточная печать, которая не могла похвастаться параметрами по выживаемости.

— Все идет к тому, что сфероиды в ближайшем будущем можно будет объединять в более сложные структуры — органоиды, — поясняет Полина Бикмулина. — Но сфероиды сейчас входят в практику экструзионной печати (послойная печать с помощью специального геля. — «МЦ»), потому что это намного проще.

Тем не менее ученые Сеченовского университета решили попробовать лазерную печать, процесс которой получается более трудоемким. Итоговый результат определенно того стоит. На стекло наносится слой металла: титан, золото, платина и другие сплавы. А поверх нанесены биочернила — гидрогель со сфероидами. И все это слоями нанесено на стекло.

— Лазерный луч точечно подается, и под воздействием тепла слой металла испаряется, — рассказывает научный сотрудник. — А получившийся пар как бы выталкивает гидрогель со сфероидом, и эта масса падает вниз на подложку, где и «собирается» необходимая ткань или орган.

Такой процесс позволяет получить более детализированную поверхность. До этого способа все печатали обычными клетками, а именно в Сеченовском университете ученые решили впервые использовать сфероиды, и у них получилось не просто создать уникальную ткань, но и сохранить ее жизнеспособность.

— Мы стараемся масштабировать новые технологии в практические задачи, — рассказывает Бикмулина. — Одна из более достижимых тем — изготовление маленьких моделей для применения лекарственных препаратов.

Специалист отметила, что это поможет более точно подобрать курс лечения.

— Вы берете материалы биопсии и из них готовите сфероиды. Так как их много, можно проверить сразу несколько препаратов на клетках пациента, — рассказывает Бикмулина. — Или, например, печать искусственной кожи поможет тестировать различные косметические средства на аллергические реакции.

НА ЗАМЕТКУ

Миссия ИРМ Сеченовского университета — помощь пациентам, страдающим неизлечимыми или трудноизлечимыми заболеваниями методами регенеративной медицины.