За последние несколько лет ученые создали такое количество искусственных органов, что из них можно было бы собрать целый искусственный организм. Это, конечно же, шутка, и искусственные органы разрабатываются совсем для других целей. В частности, для того, чтобы лучше изучать их работу и взаимодействие с различными веществами. Но если с «целыми» органами все более или менее понятно, то вот следить за работой отдельных клеток не так-то просто. Во многом это связано с тем, что датчики довольно сложно поместить внутрь клеток, не повредив их при этом. Однако ученые из Гарварда придумали, как обойти это ограничение: выращивать клетки, в которых уже изначально будут находиться электронные компоненты.
Зачем выращивать «клетки-киборги»?
Не стоит думать, что подобное раньше никому не приходило в голову. Такие попытки предпринимались и ранее. Миниатюрные, если так можно, выразиться версии органов уже воссоздавали во всех деталях, только вот все датчики, которые позволяли изучать взаимодействие органа с внешней средой, прикреплялись, так сказать, «снаружи», не проникая внутрь клеток. Но исследователи из Гарвардской Школы нашли способ интегрировать датчики с самого процесса зарождения клеток для того, чтобы когда клетки сформировались, все нужное «оборудование» уже было бы «установлено».
Как создали клетки с электроникой внутри
Клетки в ходе деления постепенно росли вокруг сенсоров и формировали ткани. Со временем клетки превратились в трехмерные органоидные структуры, внутри которых находились электронные сетки. Конечным результатом стали киберорганы – органы с полностью интегрированными датчиками.
Я думаю, что если мы сможем разработать наноэлектронику, которая настолько гибка, растяжима и мягка, что она сможет изменяться вместе с развивающейся тканью, встроенные датчики смогут измерять всю активность процесса развития, — говорит Цзя Лю, ведущий автор исследования. Конечным результатом нашей работы является кусок ткани с наноразмерным устройством, полностью интегрированным и работоспособным.
В своих тестах исследователи смогли заставить стволовые клетки видоизмениться в кардиомиоциты (клетки сердечной ткании), а затем использовать встроенные датчики для мониторинга и записи активности клеток в течение 90 дней.
Новый метод позволяет нам непрерывно контролировать процесс развития тканей на клеточном уровне и понимать, как динамика роста отдельных клеток влияет на весь орган в целом.
Искусственные могут быть очень полезными при проведении различных исследований. Однако все же стоит помить, что они не на 100% копируют настоящие органы. Поэтому мечтать об искусственных органах со встроенными датчиками, которые можно было бы пересадить людям, пока что рановато.
Оригинал earth-chronicles.ru
