Американским ученым удалось создать способную к сокращению сердечную мышцу из человеческих клеток, используя в качестве каркаса и сосудистой сети растительную ткань. Процесс создания описан в журнале Biomaterials.
Искусственные ткани из живых клеток необходимы как для экспериментов, так и для пересадки пациентам с целью компенсации дефектов органов. Одним из основных препятствий на пути к их получению служит невозможность создания полноценной сосудистой (особенно капиллярной) сети существующими методами, от микрофабрикации до 3D-печати.
При этом ветвление сосудов и микрососудов растений имеет большое сходство с сосудистой системой животных, а целлюлоза, из которой состоит растительный внеклеточный матрикс (каркас тканей и сосудов, у животных представленный соединительной тканью из коллагена и эластина), совместима с животными клетками и применяется в тканевой инженерии.
Сосудистая сеть животного (сердце крысы) и растения (лист буддлеи Давида)
Учитывая это, сотрудники Вустерского технологического института, Университетов Висконсина и Арканзаса, решили взять за основу создаваемой искусственной сердечной ткани целлюлозный каркас листа шпината. Для его получения с листа отмыли кутикулу раствором изомеров гексана, после чего в течение пяти дней по канюлям пропускали через его сосуды мыльный раствор. Когда лист утратил клетки и стал прозрачным, его поочередно промыли сурфактантом, отбеливателем и водой.
Стадии децеллюляризации листа шпината
После этого у полученного каркаса проверили микроскопическую структуру, химический состав и механические свойства (прочность на растяжение и разрыв). Затем проницаемость его сосудистого русла оценили, заполняя его красителем и флуоресцирующими микросферами различного диаметра.
Схожей обработке и проверке подвергли растительные ткани с другими конфигурациями сосудов (стебель петрушки, лист полыни и модифицированный корень арахиса), чтобы показать принципиальную возможность их использования для создания искусственных тканей с заданной формой сосудистой сети.
Общая схема эксперимента
Убедившись в пригодности децеллюляризованного (лишенного клеток) листа шпината, ученые обработали его фибронектином, обеспечивающим адгезию клеток, и заселили сосуды клетками человеческого эндотелия (внутренней выстилки кровеносных сосудов), а поверхность — мезенхимальными стволовыми клетками (предшественницами соединительной ткани) и сердечными мышечными клетками (кардиомиоцитами), полученными из эмбриональных стволовых клеток.
В течение трех дней кардиомиоциты закрепились на поверхности и сфомировали кластеры, спустя еще два дня они начали спонтанно сокращаться. После этого амплитуда сокращений возрастала, достигнув плато на 10-й день и оставаясь постоянной в течение еще семи дней, после чего несколько уменьшилась. При этом клетки сохранили способность обеспечивать мембранный ток кальция (ключевой процесс для мышечной сократимости).
«Используя благоприятный химический состав растительных каркасов, мы можем избавиться от высокой стоимости и других многочисленных ограничений, связанных с применением сложных синтетических композитных материалов. Комбинируя экологически безвредные растительные ткани с технологией проточной децеллюляризации, мы показали, что они могут стать устойчивым источником каркасов с сосудистой сетью для тканевой инженерии», — пишут авторы работы.
По их словам, описываемый эксперимент был лишь подтверждением концепции, и в настоящее время ведется совершенствование технологии и ее испытание на различных типах клеток и тканей. Ученые выразили надежду, что со временем их разработка найдет применение в практических областях тканевой инженерии и регенеративной медицины.
В поиске способов создания приемлемой сосудистой сети для искусственных органов научные коллективы испытывают различные, порой весьма необычные методы. Так, сотрудники Университета Вандербильта предложили использовать с этой целью машину для изготовления сахарной ваты.
Авторы: Antoine Roux, Chunlian Zhang, Jonathan Paw, José Zavala-Solorio, Twaritha Vijay, Ganesh Kolumam, Cynthia Kenyon, Jacob C. Kimmel
Аннотация
Сообщалось, что временная индукция...
Авторы: Александр Трапп, Чаба Керепеси, Вадим Николаевич Гладышев
Аннотация
Метилирование ДНК определенного набора динуклеотидов CpG стало критическим и точным биомаркером процесса старения. Многовариантные модели машинного обучения, известные как...
Краткое содержание
Старение - это постепенное снижение физической формы организма, которое со временем приводит к дисфункции тканей и заболеваниям. На клеточном...
Новые результаты
Старение часто воспринимается как дегенеративный процесс, вызванный случайным накоплением клеточных повреждений с течением времени. Несмотря на это, возраст можно...
Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) с возрастом обнаруживают функциональные изменения, такие как снижение регенеративной способности и миелоидно-зависимая дифференцировка. Ниша HSC, которая...
Наше недавнее исследование установило, что факторы молодой крови не являются причиной и не являются необходимостью для системного омоложения тканей млекопитающих...
Аннотация
Гетерохронный обмен крови омолаживает старые ткани, и большинство исследований о том, как это работает, фокусируется на молодой плазме, ее фракциях...
Аннотация
Известно, что молодая плазма крови оказывает благотворное влияние на различные органы у мышей. Однако не было известно, омолаживает ли молодая...
Если вы избегаете громких заявлений и в течении длительного времени соблюдаете дисциплину недосказывания посреди яркого неонового мира, то возможно вы...
Краткое содержание
Коронавирус (HCoV-19) вызвал новую вспышку коронавирусной болезни (COVID-19) в Ухане, Китай. Профилактика и реверсия...
Читать далее
Основные моменты
Смертность от возрастных заболеваний U-образная с надиром ниже репродуктивного возраста
Количественные биомаркеры старения постоянно меняются на протяжении всей жизни
Бремя мутаций...
Клеточное старение - это состояние клетки, вовлеченное в различные физиологические процессы и широкий спектр возрастных заболеваний. В последнее время быстро растет...
Лекторий МГУ: Вадим Николаевич Гладышев, 28 мая 2019 г. 17.00Тема лектория: «Суть старения и путь к долголетию».
Профессор Факультета биоинженерии и...
Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми...
Возможно, в будущем люди смогут восстанавливать потерянные конечности — на это, во всяком случае, намекают медицинские эксперименты. Ученым уже известно...
Небольшая группа израильских учёных считает, что они нашли первое универсальное лечение против рака.
«Мы считаем, что через год мы предложим универсальное...
Самое первое человеческое испытание сенолитических лекарств, было объявлено ещё в июне, и большая часть мира практически не обратила внимания на него...
Данная статья собрана из нескольких моих ранних заметок о влиянии внеклеточного матрикса на процесс старения. Текст статьи будет обновляться — я планирую...
2018-й принес обнадеживающие результаты в борьбе со старением и стал годом взрывного роста бизнеса на бессмертии. Начались испытания сенолитика — препарата, убивающего стареющие клетки, ключевого...
Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению...
Исследователи и ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе со своими китайскими коллегами из компании United Imaging Healthcare (UIH) создали аппарат...
Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках...
В дальнейшем ученый намерен распространить исследования на людей.
Генетик, молекулярный инженер и химик Джордж Черч из Гарварда основал стартап Rejuvenate Bio...
Остановись, старенье!
Ведущие ученые из 17 стран приехали в Россию, чтобы решить проблему старения. Именно теперь, по их мнению, накоплен критический...
Восстановление сердечной мышцы после месяца терапии внеклеточными везикулами. Иммунные метки: агглютинин (красный), тропонин (зеленый) и DAPI (голубой)
Исследователи Колумбийского университета, работающие...
Старение сопровождается развитием метаболических нарушений и дряхлением. Недавние исследования продемонстрировали, что снижение уровня никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) – ключевой фактор замедления обменных процессов, связанного...
Время напрямую людей не убивает, старение – это биологический процесс. Есть группа заболеваний, которые называют возраст-ассоциированными, или старческими. Основным фактором риска...
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза усовершенствовали метод флюоресцентной микроскопии таким образом, что теперь с ее помощью можно снимать в...
Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif...
Самое распространенное среди мужчин онкологическое заболевание, рак простаты, которым страдает примерно четверть пациентов урологических стационаров, до недавнего времени лечили хирургически — удаляли...
Врачам из больницы Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось провести успешную комплексную трансплантацию пениса и мошонки. Операция длилась 14 часов, в...
Результаты, полученные исследователями университета Колорадо в Боулдере, работающими под руководством профессора Дага Силса (Doug Seals), еще раз подтвердили, что применение...
Американские исследователи провели проверку имплантата-электростимулятора, призванного усилить память. В среднем способность к запоминанию слов удалось улучшить на 15%.
Если технология пройдет...
Лечение стволовыми клетками находит все большее применение в медицинской практике. Так, например, группа китайских ученых из Университета Тунцзи не так...
В 2012 году благодаря ученым нашего университета была осуществлена первая в России успешная операция по имплантации «искусственного сердца» человеку. К...
Исследователи лондонского университета королевы Марии, работающие под руководством доктора Леонардо Гуасти (Leonardo Guasti), использовали репрограммированные клетки для создания первого прототипа...
На основе данной статьи будет определяться разработчик искусственного интеллекта для данной системы управления возрастом.
×
ВАШ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В БОРЬБУ СО СТАРЕНИЕМ
Скооперируйтесь с тысячами других участников и создайте любой проект в области антистарения, проведите научные исспедования
Площадка для создания и финансирования проектов. Официальная страница сайта Сверхчеловечество.рф для сбора средств на ускорение прогресса в области омоложения: