Кипящая гистотрипсия
Ультразвук для создания тканевых каркасов
Исследователи из университета Вашингтона разработали уникальный метод использования ультразвуковых волн при создании клеточных каркасов для тканевой инженерии, способный помочь в преодолении одной из основных преград, стоящих на пути регенеративной медицины.
Появление нового метода стало возможным благодаря счастливой случайности. Исследователи изучали возможности применения кипящей гистотрипсии – методики, использующей миллисекундные импульсы ультразвуковых волн высокой интенсивности для разрушения ткани, – для удаления злокачественных опухолей путем разжижения их с помощью ультразвука. Предполагалось, что после разрушения опухолей организм должен избавиться от их остатков как от клеточного мусора. Однако при проведении анализа тканей, децеллюляризованных (очищенных от клеток) с помощью этого метода, ученые сделали неожиданную находку: оказалось, что кипящая гистотрипсия не разрушает фиброзные компоненты стромальной ткани и кровеносных сосудов.
Структура, остающаяся после децеллюляризации тканей, известна как экстрацеллюлярный (внеклеточный) матрикс и представляет собой волокнистый каркас, на котором растут клетки. Большинство методов децеллюляризации подразумевает длительную химическую или ферментативную обработку, обычно повреждающую ткани и волокна. Гистотрипсия, напротив, обеспечивает быструю децеллюляризацию ткани с минимальными повреждениями матрикса.
Изучив остающуюся после кипящей гистотрипсии структуру исследователи пришли к выводу, что она является практически идеальным каркасом для выращивания клеток в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Во-первых, такие структуры уже выступали в качестве опоры для клеток, формирующих тот или иной орган. Во-вторых, благодаря своему составу, внеклеточный матрикс вызывает относительно слабую иммунную реакцию при имплантации в организм донора.
Поперечный срез очага, сформировавшегося в ткани коровьей печени под действием кипящей гистотрипсии. После вымывания разжиженных клеточных компонентов обнажился внеклеточный матрикс. Размер шкалы соответствует 5 мм.
Теоретически такой каркас можно заселить собственными стволовыми клетками пациента, что позволит вырастить новый орган для трансплантации. Авторы также рассматривают возможность имплантации самого экстрацеллюлярного матрикса, который впоследствии будет заселен собственными клетками организма.
В настоящее время они работают над методами децеллюляризации ткани почек и печени крупных животных, а в будущем планируют увеличить размеры обрабатываемых фрагментов тканей и оценить регенеративные свойства получающихся каркасов в экспериментах на животных.
Презентация Yak-Nam Wang et al. Tissue decellularization with boiling histotripsy and the potential in regenerative medicine была представлена на 168-м съезде Американского акустического общества, проходившем 27-21 октября в Индианополисе.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам American Institute of Physics:
High-intensity Sound Waves May Aid Regenerative Medicine.
05.11.2014