Научный проект молодого ученого Сеченовского Университета Полиной Бикмулиной поможет врачам и биоинженерам при подборе материала для 3D-печати: они будут более точно понимать, какая ткань лучше подходит для замены кровеносного сосуда или кожи, а какая — для построения кости или хряща.

Авторы ставили перед собой задачу напечатать конструкт — тканевый эквивалент, который используется для трансплантации, — из разных типов человеческих клеток. Затем нужно было отследить, как эти клетки влияют на выживаемость и свойства уже готовых конструктов. Для этого ученые изучили разницу в поведении клеток и их способность к регенерации.

Для исследования были взяты два типа человеческих мезенхимных стромальных клеток (МСК) — жировой ткани и слизистой оболочки десны. МСК считаются одними из самых доступных для клеточной терапии, так как их забор у человека не нарушает этические нормы и не вредит пациенту. Из клеток сформировали сфероиды — клеточный агрегат в виде шариков, которые используют в качестве строительных блоков для печати на 3D-принтере. Их культивировали, напечатали из них конструкты и оценили по ряду критических и физиологических параметров.

Ученые сравнили метаболическую активность клеток, темпы деления и то, насколько хорошо они дифференцируются, то есть превращаются из стволовой клетки в клетку хряща или кости. Когда собрали данные, то получили две разные картины: конструкт из МСК десны сильно отличался от МСК из жировой ткани. Различались динамика разрастания, морфология клеток и их внешний вид. Клетки в составе конструкта из сфероидов МСК десны получились более вытянутыми, что делает их перспективными для создания кровеносных сосудов. А клетки в конструкте из сфероида МСК жира, в свою очередь, получились более распластанными и похожими на ткань, поэтому такой вариант больше подойдет как материал для кожи.

По словам Полины Бикмулиной, «у каждого типа клеток есть небольшие особенности, которые можно учитывать на этапе выбора материала, когда будет стоять задача сделать эквивалент кости, сосуда или хряща. Клетки, выделенные из пуповины, лучше дифференцируются в кость, и при этом они быстрее делятся, а клетки десны гораздо лучше дифференцируются в хрящ. Когда разрабатывается дизайн эксперимента, выбор типа клеток очень важен и может влиять на конечный продукт».

Проект «Биофабрикация функциональных трехмерных конструктов с помощью биопечати сфероидами» осуществляется в рамках федеральной программы «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты» и вошел в топ-4 в номинации «Персонализированная медицина, высокотехнологичное здравоохранение и технологии здоровьесбережения» Всероссийский молодежный конкурс #ВЦЕНТРЕНАУКИ Министерства науки и высшего образования РФ.