Ученые придумали систему быстрой и надежной сборки сердечной ткани

Глава проекта Милица Радисич. Фото: Caz Zyvatkauskas / University of Toronto

Биоинженеры из Университета Торонто (University of Toronto) разработали быстрый и простой способ «сборки» ткани сердечной мышцы из выращенных в лаборатории клеток, напоминающий застегивание «липучки» на обуви или одежде. «Одно из главных преимуществ – простота использования. Мы можем строить большие фрагменты ткани прямо в тот момент, когда они нужны, и разбирать их так же легко. Я не знаю другой техники, дающей такую же возможность», – говорит глава проекта профессор Милица Радисич (Milica Radisic).

Клетки сердечно-мышечной ткани (кардиомиоциты) выращиваются в лабораторных условиях уже давно. Однако проблема в том, что они часто и близко не напоминают клетки организма. Реальные клетки сердца растут в среде, обеспеченной белковыми каркасами-«подложками» и клетками-помощниками, группирующими их в длинные тонкие мышцы. Клеточные культуры в лаборатории без такой поддержки склонны к аморфности и слабости.

Радисич и ее группа сконцентрировались на том, чтобы максимально точно воссоздать среду, в которой клетки растут в организме. Из специального полимера POMaCбыла создана сетка-каркас для клеток, напоминающая пчелиные соты неправильной формы. На поверхность получаемой сердечной ткани внедрялись Т-образные «штырьки», которые действуют как крючки липучки Velcro: если соединить два слоя выращенной ткани, они зацепляются за «соты» и скрепляют слои. Соединенные таким образом фрагменты ткани практически немедленно начинали функционировать: под действием электрической стимуляции они синхронно сокращались и расслаблялись. Ученые в своих опытах соединяли до трех слоев ткани.

Конечная цель – создать искусственную ткань, которую можно будет использовать для операций на сердце, заменяя поврежденную сердечную мышцу на нужных участках. Поскольку «сборка» так проста, можно адаптировать ткань по толщине и размерам для каждого пациента прямо перед операцией. Полимерная сетка, на которой выращена ткань, биоразлагаема, и через несколько месяцев постепенно выведется.

В опытах, описанных в статье в Science Advances, ученые выращивали не только кардиомиоциты, но и фибробласты и эндотелиальные клетки.

Следующим шагом будет проверка системы in vivo, группа готовит имплантационные эксперименты.