Сердце на чипе: в Гарварде вырастили «сердце на кристалле»


Сердце на чипе: в Гарварде вырастили «сердце на кристалле»

Исследователи из Гарвардского университета совершили важный прорыв в области персонализированной медицины, разработав методику 3D-печати биочипов с тканями реальных органов человека и встроенными датчиками.

Лукас Мериан, Computerworld, США

Технология выращивания тканей на кристалле со временем позволит воспроизводить наследственные заболевания человека в лабораторных условиях с воссозданием клеток конкретного пациента. На искусственно выращенных тканях можно будет испытывать различные методы лечения, чтобы выбрать наиболее действенный.

Исследование было проведено учеными Гарвардской школы инженерного проектирования и прикладных наук и Института биотехнологий им. Виза. Доклад о результатах опубликован в журнале Nature Materials.

«Мы раздвигаем горизонты трехмерной биопечати, разрабатывая и объединяя различные функциональные материалы в распечатываемых моделях, — заявил Дженнифер Льюис, профессор биотехнологий Гарвардского института. — Данное исследование продемонстрировало, какие впечатляющие возможности открывают биочипы для скрининга лекарственных средств и моделирования заболеваний».

Ученые Гарварда уже имеют опыт создания чипов с распечатываемыми на 3D-принтере живыми тканями. В ходе нового исследования разработан способ снабжения биочипа датчиками, позволяющими регистрировать информацию сразу от нескольких биологических образцов на протяжении длительного времени, объясняет Йохан Ульрик Линд, ведущий автор доклада.

«С помощью датчиков мы получаем сведения о силе сердцебиения и частоте сокращений, — говорит он. — По этой информации мы можем судить о том, как ткань реагирует на лекарства и токсины. Учитывая, что в рамках фармацевтических исследований могут тестироваться тысячи вариантов химического соединения, наша разработка стала важным шагом вперед по сравнению с предыдущими изысканиями».

Методы лечения тестируются в процессе клинических исследований, которые могут длиться годы, порой на испытания всего одного лекарственного средства затрачиваются миллиарды долларов, объясняют в Институте Виза.

При таких испытаниях гибнут тысячи подопытных животных, причем зачастую реальный отклик человеческого организма на терапию воспроизвести так и не удается из-за существенных различий патофизиологии человека и животных.

В рамках предыдущих исследований ученые Гарварда создали микрочипы, воспроизводящие микроструктуру и функции органов человека — легких, кишечника, почек, кожи и костного мозга. Эти «органы на кристалле» выполнены из эластичного полимера, а по размерам такой биочип примерно с флеш-накопитель. Ткани в биочипе питаются через сеть искусственных кровеносных сосудов, стенки которых выложены живыми клетками. С помощью механических приспособлений воспроизводятся процессы, происходящие в живых органах, например сокращения легких при дыхании и перистальтика кишечника.

Исследователи могут взять клетки кожи у человека, страдающего сердечно-сосудистым заболеванием, и превратить их в стволовые клетки, а те в свою очередь — в кардиомиоциты, объясняет Линд. Полученные клетки сердечной ткани в точности воспроизводят генетический профиль пациента.

«Изготовив 'сердце на кристалле' из таких клеток, мы можем проверять на нем те варианты лечения, которые могли бы подойти конкретному пациенту, — продолжает Линд. — Может быть, это покажется научной фантастикой, но у нас уже есть реальный опыт выбора терапии с помощью таких микрочипов».

В рамках нового исследования разработан процесс быстрого автоматизированного изготовления «сердца на кристалле» методом 3D-печати с использованием собственных клеток пациентов. Такой чип позволяет собирать достоверные данные при проведении краткосрочных и долговременных исследований, отмечают ученые.

«Поскольку устройство целиком изготавливается на 3D-принтере, конструкцию можно легко менять, например когда нужна адаптация для конкретного источника клеток, — говорит Линд. — В будущем мы сможем варьировать чипы, приспосабливая их для сердечной ткани, полученной из индуцированных стволовых клеток конкретного пациента. Наш метод программируемого выращивания органов на кристалле позволяет не только легко менять конструкцию системы, добавляя различные датчики, но и кардинально упрощает получение данных».

Не только ученые Института Виза занимаются методиками тестирования лекарств с использованием 3D-биопечати. Похожая технология разработана в компании Organovo — там в 2014 году изготовили первый биочип, воспроизводящий человеческую печень. В Organovo также распечатывают человеческую кожу для пересадки, беря за основу клетки конкретных пациентов. Исследователями из компании MaRS Innovations и Университета Торонто в 2014 году был создан коммерческий биопринтер для изготовления человеческой кожи.

Pingvi

user0 коммент.

user278 просмотров

user31 окт. 2016 г.

commnetКомментарии

Пожалуйста, войдите / зарегистрируйтесь
или авторизируйтесь через любую соц. сеть, чтобы оставить комментарий.

Похожие посты
Ученые показали на видео реальное распространение эпидемии во время зомби-апокалипсиса 03 нояб. 2016 г.

Ученые показали на видео реальное распространение эпидемии во время зомби-апокалипсиса

руппа ученых из Аргоннской национальной лаборатории опубликовали видео, в котором продемонстрировали, как быстро распространяется эпидемия зомби. В ролике создатели... дальше...

Спите больше: названы последствия недосыпания 03 нояб. 2016 г.

Спите больше: названы последствия недосыпания

Нам всем срочно нужно поспать. Британские учёные провели масштабное исследование и выяснили, в чём заключается опасность недосыпания. Оказывается, недостаточное... дальше...

Пробиотики и человек – мир в мире 03 нояб. 2016 г.

Пробиотики и человек – мир в мире

Знаете ли вы, что обнаружили ученые США, гостившие в джунглях Амазонки в племени Яномами, не имевшем никаких контактов с современным миром до того момента, когда... дальше...

Ученые пропагандируют шоколад и вино для быстрого похудения 03 нояб. 2016 г.

Ученые пропагандируют шоколад и вино для быстрого похудения

Британские эксперты сообщили мировым СМИ, что новая уникальная диета, сочетающая в себе шоколад и вино, помогает очень быстро похудеть.  Большой плюс такой... дальше...

Как справиться с головной болью 03 нояб. 2016 г.

Как справиться с головной болью

Голова может болеть по самым разным причинам: как от сильного переутомления или вирусного заболевания, так и при повышенном давлении, нарушениях внутричерепного... дальше...

Авторский блог
Категория: Непознанное
Автор блога
  • Участник
    Отзывы:
    0
    Публикации:
    2363
    Коментарии:
    10
    Сообщений на форуме:
    135
Новое в блоге
Почему сушить волосы феном обязательно и другие неожиданные открытия от британского доктора
Почему сушить волосы феном обязательно и другие неожиданные открытия от британского доктора
1 год назад и 9 месяцев назад
Спираль для контрацепции защитит от рака шейки матки
Спираль для контрацепции защитит от рака шейки матки
1 год назад и 9 месяцев назад
Деcять вещей, к которым должны стремиться одинокие девушки
Деcять вещей, к которым должны стремиться одинокие девушки
1 год назад и 9 месяцев назад
Сексуальная ориентация родителей не влияет на эмоциональное благополучие детей
Сексуальная ориентация родителей не влияет на эмоциональное благополучие детей
1 год назад и 9 месяцев назад
Мать превратила семилетнюю дочку в «живую Барби»
Мать превратила семилетнюю дочку в «живую Барби»
1 год назад и 9 месяцев назад
Пять удивительных причин, делающих мужчин бесплодными
Пять удивительных причин, делающих мужчин бесплодными
1 год назад и 9 месяцев назад
Эксперты рассказали, как продлить жизнь с помощью секса
Эксперты рассказали, как продлить жизнь с помощью секса
1 год назад и 9 месяцев назад
Популярное в блоге
Секс-фишки: 13 интимных трюков для «вау!» при любом настроении
Секс-фишки: 13 интимных трюков для «вау!» при любом настроении
3 года назад и 10 месяцев назад
Зачем делать педикюр?
Зачем делать педикюр?
4 года назад и 5 месяцев назад
10 важных законов, которые вступят в силу с 1 января 2016 года
10 важных законов, которые вступят в силу с 1 января 2016 года
3 года назад и 7 месяцев назад
Почему мужчин возбуждает женская грудь?
Почему мужчин возбуждает женская грудь?
3 года назад и 5 месяцев назад
Почему мужчина уходит после первого секса: три распространенные причины
Почему мужчина уходит после первого секса: три распространенные причины
2 года назад и 8 месяцев назад
Правильный подбор специй и приправ для блюд
Правильный подбор специй и приправ для блюд
3 года назад и 4 месяца назад
Что такое БАДы: плюсы и минусы
Что такое БАДы: плюсы и минусы
4 года назад и 1 месяц назад
"Три метра над уровнем неба 3": Трагическая история любви
"Три метра над уровнем неба 3": Трагическая история любви
3 года назад и 6 месяцев назад