3D-биопринтинг раковых клеток: новые горизонты исследований

bioprinting-3d-cell-structures-space-advance-cancer-research-2.jpg

Исследования рака выходят на качественно новый уровень благодаря BioServe Space Technologies, научному центру НАСА в Университете Колорадо, Боулдер. Исследовательский проект под названием «Магнитное 3D-клеточное культивирование» использует разработанную на Земле технику биопринтинга для создания более реалистично структурированных раковых клеток на борту Международной космической станции для исследований, посвящённых лечению рака.

В организме человека раковые клетки превращаются в сложные, почти сферические структуры, тогда как раковые клетки, выращенные в лабораториях (in vitro), ограничены слоистыми структурами (учёные сравнивают tater-tot со стопкой блинов для наглядности).

Исследователи из Центра BioServe Space Technologies убеждены, что смогут эффективно выращивать структуры 3D-печатных раковых клеток, аналогичных тем, которые находились бы в человеческом теле в космосе. Используя метод биопринтинга под названием Magnetic 3D Cell Culturing, ученые обнаружили, что могут использовать среду микрогравитации космической станции в своих интересах.

Новый метод биопринтинга, разработанный исследователями, позволяет эффективно контролировать движения раковых клеток, используя магнитные свойства.

Путем печати атомов золота в полимерной матрице на культуре раковых клеток человека (в экспериментах участвуют клетки рака легких) ученые могут использовать магниты для контроля структуры и движения клеток. Это связано с тем, что атомы золота сильно связываются с мембранами клеток, делая их магнитно-реактивными.

bioprinting-3d-cell-structures-space-advance-cancer-research-1.jpg

«Эта технология может позволить нам воздействовать на клетки в космосе таким образом, который в настоящее время кажется невозможным», - пояснил руководитель проекта Луис Зеа, научный сотрудник BioServe Space Technologies. - «Мы способны влиять на расположение клеток, распределяя их по своему усмотрению во время эксперимента».

«На Земле вы помещаете клетки в среду биопленки, и они растут на ее поверхности. Этого не происходит в космосе, потому что нет достаточной силы тяжести, чтобы удерживать их на этой поверхности. В настоящее время мы начинаем выращивать клетки в специальной среде на Земле, а далее транспортируем их в космос и проводим эксперименты. Однако с магнитными частицами мы можем начать выращивать клеточные культуры в космосе так же, как и на Земле».

Согласно исследованиям, проведенным в Houston-based Nano3D Biosciences, Inc., добавление атомов золота к раковым клеткам с целью проведения  определённых манипуляций не мешает и не влияет на биологические процессы клеток, что делает метод биопринтинга жизнеспособным для исследований рака.

Исследователи утверждают, что новый метод можно использовать для управления структурой 3D-печатных клеточных культур различных типов рака. Кроме того, создание более реалистичных форм клеточных культур для проведения экспериментов может привести к снижению затрат на разработку лекарств, а так же ряду других преимуществ.

«В наших исследованиях мы тестируем новую технологию и надеемся, что она станет полезной для учёных различного профиля», - заключил Зеа.

Источник

Поделиться: