Искусственное эмбриональное сердце выращивает стволовые клетки

Фото: newatlas.com
Фото: newatlas.com

Донорство стволовых клеток крови является важной медицинской процедурой, но такой материал в большом дефиците. Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) продемонстрировали, как микрофлюидное устройство, имитирующее эмбриональное сердце, может генерировать предшественников стволовых клеток крови. А они могут позволить стволовым клеткам крови производиться по требованию.

Как и в случае с органами и регулярным переливанием крови, пациенты, получающие донорские стволовые клетки крови, должны иметь ту же группу крови, что и их донор, чтобы предотвратить отторжение чужеродных клеток их иммунной системой. Это приводит к нехватке жизнеспособных доноров, особенно для более редких групп крови.

В идеале учёные могли бы выращивать стволовые клетки крови в лаборатории. Это может быть сделано путем культивирования клеток-предшественников, которые сами могут дифференцироваться в различные типы клеток, включая красные и белые кровяные клетки. Для нового исследования команда UNSW исследовала эту идею, используя микрофлюидное устройство, которое перекачивало стволовые клетки крови, взятые из линии эмбриональных стволовых клеток.

«Часть проблемы заключается в том, что мы до сих пор не полностью понимаем все процессы, происходящие в микросреде во время эмбрионального развития, что приводит к созданию стволовых клеток крови примерно на 32-й день», — сказал доктор Цзинцзин Ли, ведущий автор исследования. «Поэтому мы сделали устройство, имитирующее сердцебиение и кровообращение, а также орбитальную систему встряхивания, которая вызывает напряжение сдвига — или трение  клеток крови, когда они движутся через устройство или вокруг в чашке».

Было обнаружено, что устройство способствует развитию стволовых клеток крови-предшественников, которые также продолжали производить дифференцированные клетки крови и даже клетки, подобные тем, которые выстилают кровеносные сосуды, отвечающие за создание стволовых клеток крови в развивающемся эмбрионе.

«Формирование аорты, а затем клеток, фактически выходящих из этой аорты в циркуляцию, является решающим шагом, необходимым для генерации этих клеток», — сказал Роберт Нордон, соавтор исследования. «Мы показали, что мы можем генерировать клетку, которая может образовывать все различные типы клеток крови»

Команда надеется, что эта работа может в конечном итоге привести к устройствам, которые могут инкубировать большие партии стволовых клеток крови, что уменьшит зависимость от доноров и сократит время ожидания. В настоящее время исследователи работают над масштабированием метода с использованием биореакторов для культивирования клеток.

Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.