Technology

Вчені виростили клітини зі вживленої в них електронікою

За останні кілька років вчені створили такекількість штучних органів, що з них можна було б зібрати цілий штучний організм. Це, звичайно ж, жарт, і штучні органи розробляються зовсім для інших цілей. Зокрема, для того, щоб краще вивчати їх роботу і взаємодію з різними речовинами. Але якщо з «цілими» органами все більш-менш зрозуміло, то ось стежити за роботою окремих клітин не так-то просто. Багато в чому це пов'язано з тим, що датчики досить складно помістити всередину клітин, не пошкодивши їх при цьому. Однак вчені з Гарварду придумали, як обійти це обмеження: вирощувати клітини, в яких вже спочатку будуть знаходитися електронні компоненти.

Навіщо вирощувати «клітини-кіборги»?

В першу чергу це потрібно для того, щоб кращедізнатися про розвиток різних захворювань, про те, як вони впливають на органи і як їх перемогти. До того ж, такий підхід допоможе набагато краще протестувати лікарські засоби, з'ясувавши більше про їх вплив на клітинному і субклітинному рівнях.

Читайте також: «Розумні» клітини можуть управляти організмом без участі мозку.

Не варто думати, що подібне раніше нікому неприходило в голову. Такі спроби робилися і раніше. Мініатюрні, якщо так можна, висловитися версії органів вже відтворювали у всіх деталях, тільки ось все датчики, які дозволяли вивчати взаємодію органу з зовнішнім середовищем, прикріплялися, так би мовити, «зовні», не проникаючи всередину клітин. Але дослідники з Гарвардської Школи знайшли спосіб інтегрувати датчики з самого процесу зародження клітин для того, щоб коли клітини сформувалися, все потрібне «обладнання» вже було б «встановлено».

Як створили клітини з електронікою всередині

Процес створення такого роду клітин насправдівигляди куди простіше, ніж може здатися на перший погляд. Для свого проекту вчені взяли гнучкі наноелектронні датчики (але зменшені), виконані у вигляді розтяжною сітки. Такі датчики зазвичай використовуються при створенні переносної електроніки. Далі на ці датчики було нанесено декілька шарів стовбурових клітин. Після цього ... залишалося лише чекати (цілком можливо, що вчені коротали час, читаючи цікаві новини зі світу високих технологій).

Клітини в ході поділу поступово росли навколосенсорів і формували тканини. Згодом клітини перетворилися в тривимірні органоідние структури, всередині яких знаходилися електронні сітки. Кінцевим результатом стали кібероргани - органи з повністю інтегрованими датчиками.

Я думаю, що якщо ми зможемо розробитинаноелектроніку, яка настільки гнучка, розтягується і м'яка, що вона зможе змінюватися разом з економікою, що розвивається тканиною, вбудовані датчики зможуть вимірювати всю активність процесу розвитку, - говорить Цзя Лю, провідний автор дослідження. Кінцевим результатом нашої роботи є шматок тканини з нанорозмірних пристроєм, повністю інтегрованим і працездатним.

У своїх тестах дослідники змогли змуситистовбурові клітини видозмінитися в кардіоміоцити (клітини серцевої тканини), а потім використовувати вбудовані датчики для моніторингу та запису активності клітин протягом 90 днів.

Новий метод дозволяє нам безперервно контролювати процес розвитку тканин на клітинному рівні і розуміти, як динаміка зростання окремих клітин впливає на весь орган в цілому.

Штучні можуть бути дуже корисними припроведенні різних досліджень. Однак все ж варто поміть, що вони не на 100% копіюють справжні органи. Тому мріяти про штучні органах з вбудованими датчиками, які можна було б пересадити людям, поки що зарано.