Исследование может стать открытием в мгновение ока, за момент падения яблока с дерева, за вспышку молнии, за щелчок затвора. На совершенствование прорывов в науке и медицине могут уходить годы, и то, что мы сейчас читаем о гарвардских ученых и их разработке в области биопечати – почечной структуре, это всего лишь маленький шаг навстречу будущему, в котором больше не будет очереди на трансплантацию органов.

В статье за 11 октября 2016 года под названием «Bio-printing of 3D Convoluted Renal Proximal Tubules on Perfusable Chips» показано, как с помощью 3D-биопечати создавали проксимальные канальцы – капилляры, найденные внутри структуры человеческих почек, как показано на картинке:

Проксимальный каналец – это маленький сегмент нефрона, который является одним из миллионов сегментов, формирующих почку. Нефроны обеспечивают почку возможностью фильтровать и впитывать нутриенты из крови.

Как это происходит?

Шаг 1: Структура проксимальных канальцев печатается на предметном стекле (и очень напоминает реку Темзу).

Шаг 2: Затем внеклеточный матрикс, ткань, которая окружает клетку в теле, наносится поверх канальцев повторяя форму "речки".

Шаг 3: После этого «речку» убирают, и оставляют только пустую форму.

Шаг 4: Живые клетки вводят в форму, которая работает в качестве замены структуры проксимальных канальцев.

Шаг 5: Когда клетки вырастают или культивируются, они приобретают свойства настоящих проксимальных канальцев, поэтому их можно тестировать с помощью различных средств, например, новых лекарств.

В этом процессе используется тот же принцип «сортировки» управления клетками, который использовался при биопечати миниатюрного сердца и почек. Процесс сортировки означает, что клетки, приобретающие определенную форму, в конце концов, сохраняют порядок синтетической структуры вокруг них и работают так, как они должны работать внутри тела.

Дженнифер Льюис – ведущий исследователь проекта. Как профессор Гарварда и преподаватель высшего учебного заведения - Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, она является одним из ведущих специалистов в исследованиях 3D-биопечати, она написала более научных 120 статей для медицинских жураналов. Ее гарвардской команде удалось напечатать толстые ткани с кровяными сосудами в этом году и это исследование послужило основой для дальнейшего прогресса.

Дальше команде предстоит внедрить проксимальные канальцы в сосудистую систему, постепенно выращивая ткань, пока она не станет пригодна для трансплантации. Вот что исследователи пишут в статье:

"3D-модели ткани почки, которые повторяют реакцию человека, нужны для лекарственного скрининга, моделирования болезни и для инженерии почек. Наш способ биопечати предоставляет новый метод для изготовления улучшенной модели ткани человеческих почек по требованию".