Биопечать нового поколения: в России создали технологию управления формой клеточных сфероидов

Специалисты Сеченовского университета разработали технологию управления формой клеточных сфероидов, которая позволяет получать трехмерные живые микроконструкции заданной геометрии. Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета, данное решение открывает новые возможности для тканевой инженерии, биопечати и тестирования лекарственных препаратов.

Механическое регулирование цитоскелета

Клеточные сфероиды традиционно воспринимаются как округлые структуры, используемые в качестве строительных блоков для выращивания тканей и моделирования органов. Российские исследователи создали специальные микроформы с заданной геометрией с помощью 3D-печати и поместили в них клеточный материал.

Для изменения геометрии ученые временно модифицировали механические свойства клеток, регулируя работу их цитоскелета — внутреннего каркаса, отвечающего за форму и внутреннее напряжение. Данный подход позволил сформировать устойчивые клеточные конструкции различной геометрии (от «кирпичиков» до звездчатых структур), полностью сохранив их жизнеспособность, способность к дальнейшему росту и перестройке.

«Мы привыкли воспринимать клеточные сфероиды как естественно округлые структуры, но в действительности их геометрией можно управлять, если понимать механические законы, по которым клетки взаимодействуют друг с другом. Наша работа показывает, что форма клеточной конструкции — это инструмент, с помощью которого можно управлять ее функциональными свойствами. В перспективе такие подходы могут использоваться для создания более сложных тканевых архитектур, ускорения сборки биоинженерных конструкций и разработки новых платформ для тестирования лекарств».

— Петр Тимашев, научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины

Преимущества несферических конструкций

Исследование показало, что несферические клеточные структуры обладают увеличенной площадью поверхности по отношению к общему объему. Это значительно улучшает транспорт кислорода и питательных веществ внутрь формируемой ткани, а также повышает эффективность сборки более крупных тканевых систем.

Следующим этапом проекта станет детальное изучение того, как именно заданная форма влияет на поведение клеток и их долгосрочное взаимодействие. В дальнейшем технологию планируют интегрировать в системы автоматизированной биопечати.

Характеристика технологии	Значение / Эффект
Формы клеточных конструкций	От «кирпичиков» до звездчатых структур
Способ создания микроформ	3D-печать
Механизм управления формой	Регулирование работы цитоскелета клеток
Главное физическое преимущество	Увеличенная площадь поверхности к объему
Биологический эффект	Улучшенный транспорт кислорода и питательных веществ