Ученые предложили выращивать органы на сахарном каркасе

Идея выращивать целые органы на замену больным и старым давно носится в воздухе, но реализовать её не удаётся из-за множества подводных камней. Одна из проблем связана с питанием нового органа. Когда исследователи выращивают в культуре клеток кожу, то с её пересадкой всё просто: она получает питательные вещества и кислород от уже сформированной системы сосудов. Если же мы задаёмся целью вырастить, например, почку или в меру массивный фрагмент сердечной мышцы, нужно специально позаботиться о том, чтобы все клетки получали питание и кислород.

Вот один из вариантов решения проблемы: выращивать орган на некоем шаблоне, чтобы растущая ткань постепенно обволакивала заготовки для сосудов-каналов. Но тут возникает другая сложность: как эти заготовки для сосудов потом удалить. Если использовать, например, какие-то резиноподобные материалы, то для их удаления понадобятся такие реагенты, которые отравят сам орган.

Команда исследователей из Университета Пенсильвании (США) придумала остроумное решение проблемы, предложив выращивать ткани на сахарном каркасе. То есть трёхмерная модель сосудистой системы, снабжающей орган, делается из растворимого углеводного субстрата, напоминающего леденец. Для стабилизации сахарные трубки покрывались неким полимером, полученным из кукурузы, который предотвращал их преждевременное растворение.

Предложенный материал пластичен, может приобретать любую форму и после растворения оставляет пространство для циркуляции крови. В статье, опубликованной в журнале Nature Materials, авторы описывают эксперимент, во время которого на таком трубочном каркасе выращивали клетки печени крысы. В итоге получался довольно большой кусок ткани, но клетки в его сердцевине были живы и не испытывали трудностей с питанием благодаря оставшейся от трубочек сосудистой системе.

Авторы работы утверждают, что подобрали такой материал, который совместим с большинством типов клеток. Однако любой орган — это не просто однородный кусок ткани, а конгломерат самых клеток, которые объединяются в функциональные группы. Как такое сообщество будет работать с сахарным каркасом, можно ли на нём вырастить именно полноценный орган, а не фрагмент ткани, исследователям ещё предстоит выяснить.