Результатом работы исследователей нескольких ведущих университетов Великобритании стала новая технология, получившая название «нанокикинг» (от англ. nanokicking), или «нановибрация» и позволяющая в лабораторных условиях выращивать трехмерные образцы минерализованной костной ткани из мезенхимальных стволовых клеток.
Костная ткань занимает второе после крови место среди тканей, применяемых для трансплантации. Она используется в реконструктивной челюстно-лицевой и ортопедической хирургии. Однако в настоящее время хирурги могут получать очень ограниченное количество живой костной ткани пациента для трансплантации, а донорская ткань может вызывать серьезные реакции отторжения. Вместо этого им приходится использовать для восстановления костных дефектов не несущие на себе клеток небиологические имплантаты, что значительно ограничивает возможности реконструкции.
В своей работе авторы продемонстрировали возможность превращения мезенхимальных стволовых клеток в живые трехмерные фрагменты костной ткани с помощью сложной системы лазерных интерферометров, изначально разработанной для регистрации гравитационных волн астрофизических объектов. Эти фрагменты в будущем можно будет использовать для восстановления или замещения поврежденных участков костей.
Мезенхимальные стволовые клетки, содержащиеся в костном мозге и других тканях организма, обладают потенциалом дифференцироваться в различные специализированные клетки организма, такие как клетки кости, хряща, связок, сухожилий и мышечной ткани. «Нанокикинг» подвергает клетки, взвешенные в коллагеновом геле, ультратонким вибрациям, воздействующим на наноуровне. Это превращает клеточную массу в своего рода «замазку» для заделывания дефектов костей. Использование собственных клеток пациента исключает развитие реакции отторжения.
По словам одного из руководителей исследования профессора Мэтью Долби (Matthew Dalby), на современном этапе разработанный подход воспроизводим и доступен, что позволит начать клинические исследования уже примерно через три года.
Статья Penelope M. Tsimbouri et al. Stimulation of 3D osteogenesis by mesenchymal stem cells using a nanovibrational bioreactor опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Universities of Glasgow:
Lab-grown bone cell breakthrough heralds new benefits for orthopaedics.
