Биопринтер воссоздает структуру опухоли

Ученые Гарварда объявили о воссоздании на чипе гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), защищающего мозг от попадания в него нежелательных агентов. В «воздвижении» ГЭБ участвуют клетки эндотелия, монослой которых выстилает сосуды изнутри, звездообразные астроциты белого вещества мозга (глии) и перициты, название которых говорит об их периферической по отношению к стенке сосуда локализации. Чип, созданный в Гарварде, позволяет изучать и измерять динамику прохождения лекарств и белковых антител, поступающих в мозг. Интерес к чипу связан с проблемой лечения нейродегенеративных заболеваний, например рассеянного склероза. Чип позволяет также изучать молекулярные механизмы ангиогенеза – образования новых сосудов – в ткани мозга.

В барселонском Институте биомедицинских исследований выяснили роль р38 (протеина с массой 38 тыс. углеродных единиц) в стимулировании эндотелия. Более  20 лет известно, что деление эндотелиальных клеток стимулируется белковым ростовым фактором (VEGF – Vascular Endothelial Growth Factor). Но в Барселоне выяснили, что р38 действует еще до VEGF, активируя стволовые клетки сосудов, преодолевая запрет естественного блокатора ангиогенеза.

В русле современных тенденций компьютеризованного подхода в биологии сотрудники Сеульского университета предложили свой чип для выращивания клеток глиобластомы мозга. Статья корейцев в журнале Nature Biomedical Engineering называется «Культура глиобластомы человека на чипе для идентификации ответов пациентов на химиотерапию, созданная с помощью 3D‑печати». В качестве «чернил» 3D‑принтера использовалось кремниевое масло, хорошо «липнущее» к поверхности предметного стекла для исследования образцов тканей под микроскопом.

Сеть эндотелиальных клеток. Иллюстрации  Physorg

По командам управляющего биопринтером компьютера сначала выкладывался круг эндотелиальных клеток для развития микрососудистой сети, питающей развивающиеся клетки. Немаловажно также то, что сосуды позволяли моделировать градиент кислорода, который наблюдается между центром и периферией глиобластомы.

На примере одной из 3D‑культур авторы показали устойчивость клеток к платиносодержащему препарату и одновременно увеличение их чувствительности к ферменту металлопротеиназу – естественному ингибитору опухолевого ангиогенеза.

Компьютеризованный биопринтер для создания различных культур тканей открывает новые перспективы исследований в области клеточной биологии. Вполне возможно, что такого рода культуры позволят быстрее разработать технологии генетического редактирования с целью исправления мутантных расстройств, приводящих к разного рода патологиям.