В этой статье описаны методы оптимизации характеристик клеток, выращенных в лаборатории с использованием покрытий из биоматериалов. Доктор.
Исследования Данна относятся к области тканевой инженерии — использованию биоматериалов, клеток и природных факторов для восстановления тканей и органов, утраченных в результате болезни или травмы. Доктор. Группа Данна использовала биоразлагаемый полимер, покрытый двумя распространенными биоматериалами — коллагеном и гепарансульфатом — чтобы подчеркнуть различия во взаимодействии клеток и материалов в разных средах.
В частности, гладкомышечные клетки кишечника крысы выращивали на полимере после покрытия либо коллагеном, либо гепарансульфатом и либо непрерывно выращивали в лаборатории, либо имплантировали крысе.
В приложениях тканевой инженерии принято выращивать клетки в лаборатории перед имплантацией для увеличения количества клеток в контролируемой среде. Коллаген — это обычный биоматериал тканевой инженерии, который часто используется для прикрепления и роста клеток в культуре. В то время как имплантаты с коллагеновым покрытием позволили увеличить рост клеток в лаборатории, имплантаты с покрытием из гепарансульфата позволили увеличить рост и выживаемость клеток после имплантации за счет стимулирования развития кровеносных сосудов.
«Мы были удивлены, увидев, насколько хорошо имплантаты, покрытые гепарансульфатом, улучшили выживаемость клеток после имплантации.
Мы знали, что гепарансульфат увеличивает развитие кровеносных сосудов из исследований более раннего Ph.D студент, доктор. Шивани Сингх, но мы не ожидали увидеть столь резкое изменение выживаемости клеток. Гепарансульфат — очень интересная молекула, и мы очень рады узнать больше о том, как она взаимодействует с факторами роста в организме », — сказал д-р. Вальтерс, ведущий автор статьи.
Доктор. Лаборатория Данна сосредоточена на создании функциональных тканей пищеварительного тракта для лечения заболеваний, в первую очередь затрагивающих педиатрических пациентов, а именно синдрома короткой кишки. У этих пациентов кишечник недостаточен для переваривания и усвоения достаточного количества пищи.
Более традиционные методы лечения, такие как трансплантация кишечника, осложняются рядом нежелательных побочных эффектов, что делает тканевую инженерию интересной альтернативой. Функциональная тканевая инженерия кишечника должна быть такой же по толщине и прочности, что и нормальная кишечная мышца, чтобы сделать его жизнеспособным средством лечения синдрома короткой кишки. «Увеличение количества гладкомышечных клеток, которые могут выжить и расти после трансплантации модифицированной ткани, приблизит нас на один шаг к полностью функциональной тканевой кишке для лечения синдрома короткой кишки», — сказал доктор. Вальтерс.
Дальнейшие применения этого исследования могут быть направлены на усиление свойств гепарансульфата, которые увеличивают развитие кровеносных сосудов для улучшения инженерных тканей и органов, например, путем инъекции гепарансульфата во время имплантации или путем прикрепления важных сегментов гепарансульфата на поверхности инженерных тканей.
В настоящее время группа изучает связанные области инженерии тканей кишечника, включая разработку абсорбирующих эпителиальных клеток, выстилающих внутреннюю часть ткани, увеличение силы сокращения гладкомышечных клеток, выращенных в лаборатории, и создание модели «органа на чипе» кишечника. гладкие мышцы для изучения в лаборатории.