Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
11 декабря 2016, воскресенье, 05:11
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

24 июня 2015, 12:08

Как вырастить новые органы

Эпителиальные клетки, выращенные в ходе эксперимента
Эпителиальные клетки, выращенные в ходе эксперимента
Haruko Miura

Ученые из Мюнхена научились выращивать в лаборатории структурные элементы молочной железы из единственной клетки.

Регенеративная медицина на сегодняшний день застряла на проблеме трехмерных структур. Получать клетки разных типов понемногу учатся, используя iPS-клетки, более дифференцированные стволовые клетки или же прямое перепрограммирование финально дифференцированных клеток одного типа в клетки другого типа. На этом поприще достигнуты значительные успехи, удается получить в большом количестве клетки многих типов. Методику остается немного усовершенствовать, убедиться в ее безопасности, и в ближайшее десятилетие можно надеяться на то, что конкретных людей удастся вылечить от ранее неизлечимых болезней. Уже сейчас это верно для одной из болезней глаз. Клинические испытания применения перепрограммированных iPS-клеток для лечения другой болезни глаз сейчас идут.

Во всех этих случаях пациенту трансплантируется плоская двумерная структура, в которой терапевтическую роль играют клетки одного типа. Более глобальная задача заключается в изготовлении из перепрограммированных и дифференцированных клеток новых органов взамен неработающих. Но большинство органов состоят из клеток нескольких типов и имеют сложную трехмерную структуру. Организацией этой структуры во время эмбрионального развития управляют химические и механические сигналы. С химическими сигналами все более-менее понятно: близлежащие клетки синтезируют и секретируют в окружающее пространство сигнальные молекулы, эти молекулы попадают в клетки-мишени и направляют их на один из возможных путей развития.

Механические сигналы – результат механического взаимодействия соседних клеток друг с другом, субстратом и клеточным матриксом. Клеточная мембрана – это липидный бислой с вкраплением белков, понятно, что он не слишком жесткий. Большинство эукариотических клеток, помещенных в жидкость и лишенных возможности прикрепиться к чему-нибудь, принимают сферическую форму. Почти для всех клеток, кроме клеток крови, такое состояние нетипично, и они скоро погибнут. То есть поверхностное натяжение – непременное условие для функционирования большинства клеток. При культивировании клеток в лаборатории для создания такого натяжения используется способность клеток прикрепляться к некоторым видам пластика, но в организме человека, очевидно, никакого пластика нет – клеткам приходится поддерживать друг друга самим и синтезировать межклеточный матрикс – желеобразную среду, богатую белками типа коллагена с повышенной жесткостью.

На сегодняшний день многие попытки создать искусственные органы из собственных клеток будущего реципиента сводятся к тому, чтобы взять орган от любого донора (пусть гистологически несовместимого), удалить из органа все живые клетки (источник несовместимости), оставить межклеточный матрикс и заселить этот матрикс клетками реципиента. Параллельно с этим большое внимание уделяется искусственному синтезу и исследованию вновь синтезированных матриксов. Подбирая физические свойства матрикса, можно направлять в разные стороны развитие живущих в нем клеток.

Таким образом, для того, чтобы клетки сформировали новый орган, ученые должны научиться воспроизводить химические и механические сигналы, руководящие этим процессом во время эмбрионального развития. Но некоторые трехмерные структуры клетки все-таки могут образовывать самостоятельно. Предоставленные сами себе клетки некоторых типов в жидкой среде могут самостоятельно собираться вместе, образовывая микросферы. Некоторое время назад американским ученым удалось создать в пробирке прототип искусственных легких. Успех был обусловлен тем, что функциональными единицами легких как раз и являются сферические пузырьки – альвеолы с выходящими из них трубочками.

Похожее строение имеют структурные элементы молочной железы, также называемые альвеолами. Альвеолы – мешочки, состоящие из эпителиальных клеток, вырабатывающих молоко, и эпителиально-мышечных клеток, обеспечивающих сокращение альвеол и выделение молока наружу под действием окситоцина, объединены в молочные доли. Из долей молочные протоки идут к соску, по ним молоко попадает наружу.

Давно было известно, что за время менструального цикла и, особенно, во время беременности и кормления молочные железы активно обновляются и растут. Это значит, что в них наверняка есть клетки с хорошим пролиферативным потенциалом. Выделив эти клетки и подобрав подходящий коллагеновый матрикс и подходящие ростовые факторы, немецким ученым удалось заставить клетки сформировать функциональные структуры молочных желез. Некоторые из них даже оказались способны к сокращению. При попытках выращивать эти клетки не в матриксе, а прикрепленными к пластику, эффекта не наблюдалось – это лишний раз демонстрирует важность воспроизведения физических условий, в которых в реальности живут и работают клетки данного типа.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.