Ученые из Вашингтонского университета и UW Medicine создали простое в использовании 3D-устройство, которое позволяет моделировать человеческие ткани с невероятной точностью. Оно открывает новые возможности для изучения болезней и тестирования лекарств.

Результаты опубликованы в издании Advanced Science.

Раньше исследователи выращивали клетки сердца, легких или кожи в геле между двумя стойками — так ткани вели себя почти как в живом организме. Но изучать взаимодействие разных типов клеток было сложно. Новый прибор, названный STOMP (Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning), решает эту проблему. Он работает по принципу капиллярного эффекта — как вода, поднимающаяся по соломинке, — и позволяет распределять клетки в любом порядке, создавая сложные комбинации.

Команда под руководством Эшли Тэбердж (химия) и Нейта Сниадецки (биомеханика) уже проверила STOMP в двух экспериментах:

• Сравнила работу здоровой и пораженной фиброзом сердечной ткани.
• Смоделировала связку, соединяющую зуб с костью челюсти.

Устройство размером с кончик пальца крепится к системе из двух стоек, которая измеряет сократительную силу клеток. Оно не требует сложного оборудования, а его стенки можно растворить, оставив ткань нетронутой.

Обычно клетки в геле сжимаются и отрываются от стенок, но не все материалы так себя ведут, — объясняет Сниадецки. — Наш метод дает больше свободы.

Это настоящий прорыв, — добавляет Тэбердж.

Польза исследования

• Точные модели болезней — можно изучать, как взаимодействуют разные типы тканей при сложных заболеваниях, например, при фиброзе сердца или нейромышечных нарушениях.
• Тестирование лекарств — фармкомпании смогут проверять препараты на более реалистичных образцах, сократив испытания на животных.
• Регенеративная медицина — шаг к созданию искусственных органов.

Пока неясно, как STOMP справится с моделированием динамичных процессов, например, роста опухолей или воспалений, где клетки постоянно меняют поведение.

Ранее мы опубликовали 10 инновационных трендов в области биотехнологий.