В Сеченовском Университете создали метод оценки структур для выращивания тканей

Учёные Сеченовского Университета разработали новый метод анализа структуры скаффолдов — полимерных матриц, которые используются для создания искусственных тканей.

Метод позволяет оценить пористость и геометрию скаффолда, а также распределение клеток внутри него. Это нужно для того, чтобы понять, насколько правильно растут клетки и будет ли жизнеспособна будущая ткань.

Исследование опубликовано в журнале Cells.

В тканевой инженерии скаффолды — это основа для роста клеток. Сложно создать такие скаффолды и заселить их клетками, а также проконтролировать качество, проанализировать структуру и визуализировать распределение клеток внутри.

Существующие методы визуализации имеют ограничения: гистологическое исследование нарушает распределение клеток, оптические методы не дают полной информации о структуре и геометрии скаффолда, ультразвуковая визуализация имеет низкое разрешение.

Команда из Института регенеративной медицины Сеченовского университета предложила использовать метод рентгеновской микротомографии. Они разработали простой и доступный протокол для анализа структуры скаффолдов, их пористости, геометрии и распределения клеток внутри.

Этот протокол основан на контрастировании образцов в 3% растворе фосфорновольфрамовой кислоты и последующем сканировании.

Химический агент связывается с коллагеном и клеточными массами, делая их видимыми при микро-КТ исследовании. Разная интенсивность сигнала позволяет отличать коллагеновые волокна, поры и клеточные массы.

Важно, что метод работает в водной среде, поэтому структура скаффолдов не нарушается, как это может произойти при дегидратации, — рассказал младший научный сотрудник Института регенеративной медицины Сергей Ткачев.

Эксперименты показали, что этот метод позволяет создавать точные 3D-модели и проводить математические расчёты: анализировать поры или определять направления коллагеновых волокон скаффолда.

Новый подход можно использовать для изучения миграции клеток в скаффолдах. Также он поможет понять, как связаны механические свойства внеклеточного матрикса, фенотип клеток и преобразование механических раздражителей в нервные сигналы. Это особенно актуально для исследования злокачественных клеток — как они мигрируют и распространяются в 3D-культурах в зависимости от их свойств и характеристик окружающей среды.

Новый метод будет полезен для исследователей в области регенеративной медицины и тканевой инженерии.

Метод разработали на основе исследований, проведённых в Сеченовском Университете с помощью рентгеновской микротомографии. Часть работы, связанную с созданием коллагеновых скаффолдов и экспериментами с клетками, поддержал грант № 23-15-00481. А часть работы, связанную с визуализацией и анализом скаффолдов с помощью микротомографии, — грант № 22-75-10100.

18.09.2024