Jeszcze do niedawna wydawało się, że ludzkie embrionalne komórki macierzyste są zbyt niestabilne i wrażliwe na działanie czynników fizycznych, by można było wykorzystać je w drukarkach 3D. Tymczasem naukowcy ze szkockiego Heriot‑Watt University współpracując z badaczami z firmy Roslin Cellab, opracowali technologię, która pozwala na drukowanie jednakowej wielkości swoistych kropelek, zawierających w swojej strukturze komórki macierzyste. Co ważne, komórki te zachowują niezmienione właściwości i zdolność do przekształcania się w różne typy komórek dojrzałych.

Technologia drukowania 3D polega w ogólności na nanoszeniu poprzez specjalną dyszę kolejnych cienkich warstw żywicy lub polimeru, co ostatecznie prowadzi do uzyskania odpowiednich form przestrzennych. Tak zwane biodrukarki 3D wykorzystują żywe komórki zamiast żywic lub polimerów, przy czym technika nanoszenia nie może uszkodzić delikatnych struktur biologicznych. Naukowcy z Heriot‑Watt University i Roslin Cellab pracowali metodę, w której cały system jest napędzany w sposób pneumatyczny. Powstające ciśnienie kontrolowane jest precyzyjnie poprzez zamykanie i otwieranie specjalnego mikrozaworu. Pozwala to na ścisłą regulację ilości dozowanych komórek poprzez zmianę średnicy dyszy, ciśnienia powietrza bądź czasu otwarcia mikrozaworu, bez uszkodzenia samych komórek.

Do chwili obecnej tkanki bądź organy uzyskuje się w warunkach laboratoryjnych przede wszystkim poprzez odpowiednie umieszczanie komórek zwierzęcych w specjalnych strukturach polimerowych. Wykorzystanie embrionalnych komórek macierzystych w technologii druku 3D ma być jednak tańsze, bardziej wydajne, a przy tym bardziej precyzyjne i powtarzalne niż ma to miejsce w przypadku metod ręcznych.

Autorzy sukcesu przyznają, że inne zespoły zastosowały już wcześniej mysie embrionalne komórki macierzyste w druku 3D, a także ludzkie komórki macierzyste innych typów, jednak dopiero użycie ludzkich embrionalnych komórek macierzystych daje szansę na tworzenie szerokiego wachlarza dojrzałych komórek ludzkich i wiarygodnych modeli biologicznych.

Należy podkreślić, że drukowanie 3D całych narządów, które wymagają w swojej strukturze bogatego systemu naczyniowego, na przykład wątroba czy nerki, są ciągle jeszcze wizją dość odległą. Nowa technologia wykorzystująca ludzkie embrionalne komórki macierzyste może jednak pozwolić na łatwe i tanie tworzenie tkanek do badania toksyczności potencjalnych nowych leków.

Przeczytaj również:

Siatkówka odbudowana z komórek macierzystych

Ewa Sankowska

źródło:

www.nature.com