Биолози направиха кръвоносен съд от отделни клетки

Далеч невинаги е възможно да се замени повреден съд с изкуствен съд, изработен от биосъвместими полимери. Преди всичко това се отнася за съдовете, които осигуряват кръвоснабдяването на сърцето. Затова учените търсят методи за отглеждане на истински, пълноценен многослоен съд от клетки на пациента.

Не знаете това за кръвоносната си система

Важен пробив в тази посока е направил екип от университета в Мелбърн, който получил куха тръба от няколко слоя живи клетки, сглобени по същия начин като в истински съд. Работата е описана в статия, публикувана в списанието ACS Applied Materials and Interfaces.

Много болни се нуждаят от подмяна на увредени кръвоносни съдове. Вместо големи, днес могат да се използват синтетични тръби. Но за средни и малки съдове (включително коронарни съдове, снабдяващи с кръв сърцето) този подход не работи: изкуствените полимери бързо „обрастват“ с тромби. В такъв случай може да се вземе „назаем“ не толкова важен съд от друга част на тялото и да се трансплантира. Но не при всеки пачиент е възможно да се намери подходящ.

Идеалното решение би била технологията за отглеждане на живи съдове от собствените клетки на пациента. Този проблем обаче все още не е напълно решен. Кръвоносният съд е сложна, многопластова структура, чиято работа зависи, наред с други неща, от правилната ориентация на всяка клетка.

Вътрешният слой се състои от ендотелни клетки, които образуват влакна, които се движат по оста на съда. Те улесняват притока на кръв и предотвратяват образуването на кръвни съсиреци. Той е заобиколен от междинен слой гладка мускулатура, чиито клетки са ориентирани перпендикулярно на оста, образувайки пръстени. Те контролират диаметъра на съда, като регулират кръвния поток. И накрая, външният слой от съединителна тъкан придава цялост и еластичност на цялата структура.

Съвременните технологии позволяват отглеждането на клетки от желаната тъкан. Ключовият проблем при получаването на изкуствени съдове обаче остава правилната ориентация на клетките във всеки слой. Професор Андреа О'Конър и нейните колеги от университета в Мелбърн са успели да го решат.

За да получат тръбна основа за отглеждане на клетки, учените използвали електроспининг – издърпване на най-тънките полимерни нишки от течна струя под въздействието на електрическо поле. Тези нишки били навити на макара от биоразградим поликапролактон. Проблемът е, че този подход не позволява да се контролира ориентацията на нишките на макарата и те се навиват, променяйки посоката си произволно. Ендотелните клетки, отглеждани върху такава повърхност, също се ориентират произволно.

Затова О'Конър и екипът му поставили намотката в тръбичка с вода и я замразили. Ледените кристали, които възникват при такива условия, са ориентирани предимно по оста на тръбата и тяхната поява „поправя“ полимерните нишки, като им придава същата основна посока. Тази посока – по оста на бъдещия съд – получили и ендотелните клетки, отгледани върху такъв субстрат.

Лекари разкриват причината за стеснени кръвоносни съдове на главата

След това те били покрити със слой хидрогел – полимер, наситен с вода. Използвайки гел с определена (доста висока) мекота, учените успели да постигнат това, че израсналите върху него мускулни клетки, формирали пръстени, преминаващи през оста на „съда“. Накрая, слоят от полимерни нишки и хидрогелът естествено се разграждат.

Авторите на статията подчертават, че засега новата технология не позволява получаването на пълноценни кръвоносни съдове, готови за трансплантация. Тя обаче решава много от най-важните проблеми, стоящи на пътя на тази цел. Учените ще продължат работата си и след няколко години ще стигнат до етапа на клинични изпитания и в крайна сметка – до практическото приложение на своя подход.