Магнитная левитация позволяет вырастить искусственное лёгкое

Когда учёные хотят проверить что-нибудь на живых тканях, они используют для этого слой клеток, выросший в какой-нибудь специальной посудине. Нетрудно догадаться, что такой двумерный слой не слишком похож на реальный орган, где клетки организованы в трёхмерную структуру. И считается, что для действительно достоверных результатов нужно подтверждать их экспериментами с настоящими органами, клетки которых взаимодействуют максимально естественным образом.

Однако опыты на органах или на животных не всегда удобны из чисто методических соображений. Хорошей альтернативой могли бы стать трёхмерные, а не двумерные культуры клеток. Но как вырастить 3D-культуру? Исследователи из Университета Райса (США) предлагают использовать для этого магнитную левитацию — ту самую, с помощью которой перемещаются маглевы, поезда на магнитной подушке.

Бронхиола, окружённая альвеолами (фото Dr. Fred Hossler).

Учёные задались целью сконструировать «воздушный капилляр» лёгкого — бронхиолу, которая состоит из клеток четырёх видов: клеток эпителия, клеток эндотелия, клеток гладкой мышечной ткани и фибробластов. Для выращивания 3D-культур был использован метод, разработанный в 2009 году компанией Nano3D Biosciences. Для трёхмерной колонии использовались крохотные магнитные шарики, которые вводились внутрь живых клеток; шарики были сделаны из абсолютно инертного материала и клетке не вредили. Учёные собирали бронхиолу буквально вручную, комбинируя с помощью специального магнитного манипулятора клетки четырёх видов.

В итоге сконструированная бронхиола, как исследователи пишут в журнале Tissue Engineering Part C: Methods, оказалась почти «идентична натуральной»: во всяком случае по биохимическим тестам отличий от обычной, природной ткани обнаружить не удалось. Такую бронхиолу, по мнению медиков, можно здесь и сейчас использовать для различных токсикологических тестов. По крайней мере на всевозможные токсины, которые мы получаем воздушно-капельным путём, она будет реагировать с большей естественностью, чем плоская культура клеток.

Подготовлено по материалам Университета Райса.