Cercetătorii japonezi au reușit să creeze în laborator microfibre impregnate cu proteine și celule, care pot fi apoi pliate și "țesute" între ele pentru a reproduce anumite funcții ale țesuturilor vii.
Shoji Takeuchi, de la Institutul de științe industriale din Tokyo, și colegii săi au reușit să stabilizeze glicemia unui șoarece diabetic, căruia i-au implantat una dintre creațiile lor care conținea celule pancreatice, capabile să secrete insulină.
Aceste "microfibre celulare" ar putea pe termen lung să îi ajute pe medici să reconstruiască "in vivo" țesuturi musculare, vase de sânge și rețele nervoase, afirmă autorii acestui studiu, publicat duminică în revista științifică britanică Nature Materials.
Oamenii de știință știu de multă vreme deja să fabrice microfibre pe bază de hidrogel artificial – un gel polimer ce conține un procent ridicat de apă – și să le combine pentru a forma structuri 3D. Însă aceste geluri, nefiind constituenți naturali ai membranelor celulare, nu sunt capabile să reproducă legăturile celulare caracteristice țesuturilor vii.
La rândul lor, proteinele care formează membranele celulelor (proteine extracelulare), precum colagenul și fibrina, au nevoie de mai mult timp pentru a se gelifica și nu pot din acest motiv să înlocuiască hidrogelul artificial prin acele tehnici clasice. Pentru a produce "fibre celulare", cercetătorii japonezi au lucrat în mai multe etape. Mai întâi, ei au folosit un fel de microseringă pentru a crea un tub minuscul de hidrogel artificial clasic, un fel de furtun umplut cu un amestec alcătuit din proteine și din tipul dorit de celule. Bine protejate de acel tub de hidrogel, proteinele dispun de timpul necesar pentru a se transforma la rândul lor într-un gel solid, în timp ce celulele din amestec se multiplică fără probleme în acel mediu propice. În ultima etapă a procedeului, o enzimă digeră hidrogelul artificial și eliberează fibra celulară din mulajul ei protector. Trei tipuri de proteine și zece tipuri de celule diferite au fost testate cu succes pentru a produce o fibră cu un diametru microscopic, cu o lungime de până la un metru, afirmă autorii studiului.
Shoji Takeuchi și colaboratorii săi au dorit apoi să testeze capacitățile invenției lor. O fibră fabricată pe bază de celule cardiace de șoarece a început să se contracte spontan după trei zile, făcând ca întreaga structură să se miște.
O altă fibră, conținând celule care căptușesc vasele sangvine umane (celule endoteliale), a "fabricat" după patru zile o replică a unui vas de sânge. O a treia fibră, realizată pe bază de celule cerebrale de șoarece, a reușit să genereze o rețea de neuroni de-a lungul acestui tub.
După aceea, savanții niponi au împletit trei fibre celulare, cu o lungime totală de 2,5 metri, pentru a produce un fel de "țesătură" cu dimensiunile de 2 centimetri x 1 centimetru, pliată la rândul ei pentru a genera o structură în trei dimensiuni.
Autorii studiului consideră că această reușită reprezintă dovada faptului că "fibrele celulare pot fi folosite ca niște «cărămizi» pentru asamblarea unor țesuturi mai complexe", ale căror funcții pot fi regularizate printr-o comunicare între celulele care le compun.
Grație unei fibre cu o lungime de 20 de centimetri, ce conținea celule pancreatice, pliată și apoi implantată în rinichiul unui șoarece diabetic, savanții japonezi au reușit să stabilizeze glicemia acelui animal timp de 13 zile.
Procedeul ar putea fi perfecționat cu ajutorul "altor tehnici de asamblare, precum mulajul, imprimarea și autoasamblarea", pentru a reconstrui țesuturi complexe pe scară mare, în care "vase sangvine și rețele nervoase ar fi integrate organic cu alte tipuri de celule", susțin cercetătorii niponi.
Mediafax
