Хабрахабр

[recovery mode] Ученые вырастили клетки со вживленной в них электроникой

За последние несколько лет ученые создали такое количество искусственных органов, что из них можно было бы собрать целый искусственный организм. Это, конечно же, шутка, и искусственные органы разрабатываются совсем для других целей. В частности, для того, чтобы лучше изучать их работу и взаимодействие с различными веществами. Но если с «целыми» органами все более или менее понятно, то вот следить за работой отдельных клеток не так-то просто. Во многом это связано с тем, что датчики довольно сложно поместить внутрь клеток, не повредив их при этом. Однако ученые из Гарварда придумали, как обойти это ограничение: выращивать клетки, в которых уже изначально будут находиться электронные компоненты.

image

Зачем выращивать «клетки-киборги»?

К тому же, такой подход поможет гораздо лучше протестировать лекарственные средства, выяснив больше об их влиянии на клеточном и субклеточном уровнях. В первую очередь это нужно для того, чтобы лучше узнать о развитии различных заболеваний, о том, как они воздействуют на органы и как их победить.

Такие попытки предпринимались и ранее. Не стоит думать, что подобное раньше никому не приходило в голову. Но исследователи из Гарвардской Школы нашли способ интегрировать датчики с самого процесса зарождения клеток для того, чтобы когда клетки сформировались, все нужное «оборудование» уже было бы «установлено». Миниатюрные, если так можно, выразиться версии органов уже воссоздавали во всех деталях, только вот все датчики, которые позволяли изучать взаимодействие органа с внешней средой, прикреплялись, так сказать, «снаружи», не проникая внутрь клеток.

image

Как создали клетки с электроникой внутри.

Для своего проекта ученые взяли гибкие наноэлектронные датчики (но уменьшенные), выполненные в виде растяжимой сетки. Процесс создания такого рода клеток на самом деле выгляди куда проще, чем может показаться на первый взгляд. Далее на эти датчики было нанесено несколько слоев стволовых клеток. Такие датчики обычно используются при создании носимой электроники. После этого… оставалось лишь ждать (вполне возможно, что ученые коротали время, читая интересные новости из мира высоких технологий).

Со временем клетки превратились в трехмерные органоидные структуры, внутри которых находились электронные сетки. Клетки в ходе деления постепенно росли вокруг сенсоров и формировали ткани. Конечным результатом стали киберорганы – органы с полностью интегрированными датчиками.

Конечным результатом нашей работы является кусок ткани с наноразмерным устройством, полностью интегрированным и работоспособным.
Я думаю, что если мы сможем разработать наноэлектронику, которая настолько гибка, растяжима и мягка, что она сможет изменяться вместе с развивающейся тканью, встроенные датчики смогут измерять всю активность процесса развития, — говорит Цзя Лю, ведущий автор исследования.

image

В своих тестах исследователи смогли заставить стволовые клетки видоизмениться в кардиомиоциты (клетки сердечной ткании), а затем использовать встроенные датчики для мониторинга и записи активности клеток в течение 90 дней.

Однако все же стоит помить, что они не на 100% копируют настоящие органы. Искусственные могут быть очень полезными при проведении различных исследований. Поэтому мечтать об искусственных органах со встроенными датчиками, которые можно было бы пересадить людям, пока что рановато.

1021/acs.nanolett. Источник: pubs.acs.org/doi/10. 9b02512

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть