В России создадут биореактор для выращивания человеческих тканей и органов
Зачем медицине понадобился биореактор
Инновационный многоячеистый биореактор позволяет врачам буквально создавать «органы на заказ», то есть культивировать сложные ткани человеческого организма на основе собственных клеток конкретного пациента. Устройство должно обеспечивать для клеток-предшественников разные виды механических воздействий и индивидуальные условия, чтобы они дифференцировались в нужный тип ткани.
«Мезенхимные стволовые клетки, которые используются для формирования тканеинженерных конструктов, по-разному реагируют на факторы среды: например, для формирования костной ткани необходимы механические стимулы, такие как сжатие и растяжение. Эти воздействия запускают процессы дифференцировки клеток, влияя на их цитоскелет и за счет этого изменяя экспрессию генов, что определяет дальнейший синтез белков и развитие ткани», — объяснила Дарья Ревокатова, научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского университета.
Строение первого прототипа
На сегодняшний день ученым уже удалось собрать прототип ячейки, который обеспечивает растяжение и сжатие. За первое воздействие отвечает специальная мембрана, позволяющая формировать пародонтальную связку, а в паре с ней работает модуль для сжатия — с его помощью выращивается костная ткань. Однако вскоре будут разработаны и другие модули с особыми условиями, где можно будет культивировать разные типы тканевых эквивалентов.
По словам ученых, в стране пока не появилось аналогов такому биореактору, а за рубежом существует лишь один похожий комплекс с ограниченным кругом задач. Кроме того, в нем практически отсутствует автоматизация: то есть менять питательную среду и контролировать параметры, включая уровень pH, содержание кислорода и углекислого газа, там приходится вручную. В новом биореакторе проблема решается за счет системы датчиков, которая отслеживает параметры в режиме реального времени, а при необходимости самостоятельно обновляет питательную среду.
В ближайшее время инженеры доработают прототипы ячеек и продумают систему контроля параметров среды. К тому же в планах - разработать комбинированные модули, которые сделают возможным выращивание сразу нескольких типов тканей в одном биореакторе. Это станет важным шагом на пути к созданию более сложных медицинских конструкций.