Голландцы заключили живые клетки в микропирамидки

Микропирамидки на самом деле не имеют стенок

(фото Universiteit Twente).

Создание массива открытых пирамидок на мембране, позволяющей клеткам провалиться в миниатюрные ячейки

(фото Universiteit Twente).

Процесс размещения микросфер внутри миниатюрных пирамидок

(фото Universiteit Twente).

Учёные из университета Твента при помощи литографии создали для живых клеток необычную матрицу в виде массива микропирамидок. Рассаженные по ячейкам клетки образуют естественный для организма трёхмерный каркас. При этом за отдельными представителями массива можно наблюдать через микроскопические "окошки".

Множество, если не сказать большинство, исследований проводятся на культурах клеток, расположившихся в чашках Петри (чашках с плоским дном). В результате учёные часто получают не совсем достоверные результаты. Ведь в организме людей и животных все процессы происходят в объёме.

По этой причине многие разработчики лабораторного оборудования стремятся создать для клеток среду, где они смогли бы развиваться в трёхмерном пространстве. Голландские исследователи придумали свой вариант "свободного" расположения клеток в пространстве.

Для этого они использовали так называемую угловую литографию (corner lithography), которую химики открыли, по сути, случайно. Однажды выяснилось, что при нанесении на поверхность с пирамидальными ямками нескольких слоёв кремния и плёнки при удалении этой плёнки из формы выходит не весь материал. В уголках и в рёбрах пирамидок формы остаётся часть вещества.

Эти остатки материала формируют основу будущей микроскопической пирамидки с открытыми гранями, которая может стать зондом атомно-силового микроскопа или, как в данном случае, "домом" для живой клетки.

Так как грани и основание пирамиды имеют "окна", через систему пирамидок можно легко пропускать потоки жидкости. Исследователи решили выяснить, можно ли мембрану с насаженными на неё пирамидками использовать как миниатюрные ловушки для клеток. Для начала учёные использовали микросферы, когда удалось добиться нужного результата, они перешли на хондроциты – клетки хрящевой ткани.

Направив поток жидкости на мембрану, голландцы рассадили клетки по пирамидкам (каждая, влекомая потоком, попадала внутрь через открытую сторону). Через некоторое время клетки образовали между собой связи и начали обмениваться белками и другими веществами.

Голландцы отмечают, что при помощи пирамидок легче наблюдать за изменениями в фенотипе изучаемых клеток. Кроме того, в этом случае клетки находятся в более естественных для себя условиях (если сравнивать с плоским дном классической чашки Петри).

Разработчики необычной матрицы полагают, что их изобретение придётся по душе медикам, занимающимся регенерацией, созданием искусственных органов и тканей. Правда, пока не совсем ясно, каковы преимущества такого каркаса перед конкурентами (коих немало) и во сколько обходится создание массива микропирамидок.

В будущем исследователи планируют доработать свою технологию, например, снабдить массив клеток для клеток "оросительной системой", которая бы по микропотоковым каналам снабжала ячейки питательными веществами.

Статья авторов работы была опубликована в журнале Small. В пресс-релизе университета Твенте сказано, что цифровая версия статьи высылается по запросу.

Также по теме:
Учёные усовершенствовали механизм ловли раковых клеток
Хрящевую ткань удалось напечатать на гибридном 3D-принтере
Специалисты MIT соединили живую ткань и электронику
Костный цемент для медицины будут внедрять резиденты Сколково