Раздел:   Главная страница Новости Новости по приоритетным направлениям Живые системы

Живые системы

24.01.2013 Organovo в партнерстве с Autodesk Research разрабатывает ПО для 3D-биопечати

Компания Autodesk объявила о начале сотрудничества с разработчиком и производителем функциональных трехмерных человеческих тканей для медицинских исследований и терапии — компанией Organovo — с целью создания первого программного обеспечения для трехмерной печати биологических объектов.

Как рассказали CNews в Autodesk, в результате сотрудничества планируется создать ПО для моделирования трехмерных живых тканей и управления биопринтером Organovo NovoGen MMX. «Это ПО должно совершить существенный прорыв в удобстве использования и функциональности, открыв возможности биопечати для более широкого круга пользователей», — говорится в сообщении компании.

Технология, созданная Organovo на основе исследований университета Миссури, использует биокраску из живых клеток, распределяя их слой за слоем по заданному алгоритму. На данный момент таким способом удается «печатать» фрагменты живых тканей толщиной до 1 мм.

«Autodesk великолепно подходит для разработки нового ПО для трехмерной биопечати, — считает Кейт Мёрфи (Keith Murphy), председатель и главный исполнительный директор Organovo. — Это партнерство приведет к повышению гибкости и производительности биопечати, а в дальнейшей перспективе даст возможность специалистам в области биологии и медицины разрабатывать собственные трехмерные модели тканей для последующего производства на мощностях Organovo».

«Уже сейчас мы можем создать объемный срез человеческой печени, указав принтеру, как расположить клетки, — продолжил Мёрфи. — Мы можем создавать объекты толщиной до миллиметра для испытаний лекарств и проведения тренировочных операций. В перспективе стоит вопрос: можем ли мы создать целую печень? Это более сложный процесс, включающий точное позиционирование клеток, формирующих как саму ткань органа, так и внутренние структуры, типа сосудов и капилляров. Именно для этого нам нужны опыт и наработки Autodesk в создании программ для моделирования».

«Биопечать может изменить мир, — убежден Джефф Ковальски, старший вице-президент и директор по технологиям Autodesk. — Она представляет собой комбинацию инженерии, биологии и 3D-печати, и это делает ее понятной для Autodesk. Я думаю, что совместная работа с Organovo по исследованию и расширению этого растущего направления откроет целый ряд новых возможностей для медицинской и фармацевтической науки».

В целом технология 3D-биопечати от Organovo позволяет создавать объемные живые ткани, обладающие достоверной архитектурой и целиком состоящие из живых человеческих клеток, без применения синтетической межклеточной матрицы. Готовые структуры могут функционировать как натуральные человеческие ткани и открывают широкие перспективы для инноваций в медицине, биологических исследованиях и разработке лекарств, а в будущем — также и в хирургии и трансплантологии, подчеркнули в Autodesk.

Источник >>


27.11.2012 Хрящи теперь тоже можно ремонтировать

Ученые из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine разработали новую гибридную технологию создания особых структур, очень необходимых современной регенеративной медицине.

Трехмерная печать живой ткани помогла сделать большой шаг в регенеративной медицине. Однако напечатанные трехмерные структуры не отличаются большой прочностью и не всегда подходят, например, для восстановления хрящевой ткани в суставах.

Ученым удалось решить эту проблему с помощью комбинации 3D-печати и электропрядения, которые позволяют производить пористые структуры и помогать интеграции имплантата в окружающие ткани. Сочетание двух подходов позволяет создать структуру из натуральных и синтетических материалов: первые обеспечивают среду, благоприятствующую росту клеток, а вторые - прочность конструкции.

Ученые создали особое устройство, объединяющие традиционную струйную печать и электропрядение. Данный прибор можно использовать для создания искусственных каркасов хрящей, которые можно имплантировать пациентам для полного восстановления поврежденных суставов.

В ходе экспериментов гибкие волокна из синтетического полимера слой за слоем соединили с хрящевыми клетками из уха кролика. В результате получился имплантат с диагональю 10 см, толщиной всего 0,4 мм. Даже спустя одну неделю клетки внутри этой структуры были живы, а спустя 8 недель после имплантации в живых мышей наблюдался рост прочного упругого хряща.

В будущем благодаря новой технологии замена поврежденного хряща станет обычным делом и сможет вернуть здоровье миллионам людей. Для этого сначала будет сделан трехмерный снимок сустава с помощью МРТ, а потом напечатан идеально совпадающий с анатомическими особенностями имплантат. После двух-трех месяцев, больной сустав вновь станет здоровым.

Источник >>


21.11.2012 Ткани человеческого тела можно напечатать

Ученые еще на один шаг приблизились к возможности печатать имплантаты человеческих тканей или даже протезы частей тела на струйном принтере – благодаря разработке специальной разновидности чернил.

Исследователи давно знали о возможности использования существующих головок струйных принтеров для печати живых человеческих клеток на трехмерных формах, основной сложностью была именно структура чернил, способная пронести клетки сквозь принтер.

В Университете Воллонгонга (Австралия) была создана исследовательская группа для разработки новых биочернил, которые должны были способствовать живучести клеток и одновременно улучшать контроль за их позиционированием в процессе печати.

"На сегодняшний день ни одни из существовавших чернил не обладали одновременно обоими этими качествами, – говорит один из исследователей Кэмерон Феррис. – Наши новые биочернила и пригодны для печати, и дружественны к клеткам: они препятствуют осаждению клеток и предоставляют возможность их контролируемого размещения".

"Создание вещества, предоставляющего способ доставки живых тканей, не только приближает нас к разработке реально работающих медицинских устройств такого назначения, но и предоставляет способы дальнейших экспериментов, которые помогут раскрыть до сих пор неизвестные области фундаментальной науки, – говорит директор исследовательского центра профессор Гордон Уоллес. – Такое продвижение в биопроизводстве может заложить основу для победы над болезнями, до сих пор считающимися неизлечимыми".

Результаты исследования опубликованы в Biomaterials Science.

Источник >>


11.10.2012 Нобелевка 2012: как работают "ворота" в клетку?

Шведская Королевская Академия наук решила присудить Нобелевскую премию по химии 2012 года Роберту Лефковицу и Брайану Кобилке за новаторские открытия, раскрывающие механизмы работы G-белковых рецепторов. Эти рецепторы являются передатчиками межклеточных сигналов в организме. Работа, проделанная учеными, поможет создать новые, высокоэффективные лекарства с меньшими побочными эффектами.

G-белковые или семиспиральные рецепторы крайне важны для организма. Они участвуют практически во всех ключевых физиологических процессах. Каждая клетка организма имеет эти микроскопические рецепторы и использует их для получения информации об окружающей среде, благодаря этому успешно адаптируясь к новым условиям.

Долгое время оставалось загадкой, как клетки чувствуют окружающую среду. Ученые подозревали, что на поверхности клеток существует некий приемник, который позволяет им отреагировать на гормональный или внешний сигнал. Но как именно этот приемник работает, оставалось загадкой до последнего времени. Теперь же стало понятно, что существует целое семейство рецепторов, похожих друг на друга и функционирующих аналогично. Открыты около тысячи генов, которыми кодируются такие рецепторы - они отвечают за реакцию на свет, вкус, запах, адреналин, гистамин, дофамин и серотонин. Около половины всех современных лекарств работают именно благодаря использованию G-белковых рецепторов.

Источник >>


09.10.2012 Нобелевка 2012: как зрелые клетки превратить в стволовые?

Нобелевская Ассамблея Каролинского института решила присудить Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2012 года Джону Б.Гердону и Синья Яманака за открытие того, что обычные клетки можно перепрограммировать, превратив в плюрипотентные стволовые.

В первые дни после зачатия эмбрион состоит из незрелых клеток, каждая из которых способна развиваться во все типы клеток, которые формируют взрослый организм. Такие клетки называются плюрипотентными стволовыми клетками. При дальнейшем развитии эмбриона эти клетки дают начало нервным клеткам, мышечным клеткам, клеткам печени и всем другим типам клеток - каждая из которых специализирована для выполнения конкретной задачи во взрослом организме. Ранее считалось, что пути назад нет.

Джон Б. Гердон бросил вызов догме о том, что у специализированных клеток необратимая судьба. Он выдвинул гипотезу, что геном клеток может дополнительно содержать информацию, необходимую для преобразования их во все различные типы клеток организма. В 1962 году он проверил эту гипотезу, заменив ядро клетки из яйцеклетки лягушки ядром из зрелых, специализированных клеток, полученные из кишечника головастика. Яйца превратились в полностью функциональных, клонированных головастиков, и последующие повторения эксперимента дали взрослых лягушек. Ядро зрелой клетки не потеряло способность управлять развитием полностью функциональным организмом.

Команда Яманаки 40 лет спустя поддержала научный прорыв Гердона и смогла ответить на поставленные им вопросы об эмбриональных, то есть плюрипотентных стволовых клетках. Такие стволовые клетки были первоначально выделены из мышей. Яманака пытался найти гены, которые держали клетки незрелыми.

Яманака и его коллеги ввели эти гены, в различных комбинациях, в зрелые клетки соединительной ткани - фибробласты, и рассмотрели результаты под микроскопом. Они, наконец, нашли комбинацию, которая работала, и рецепт был на удивление прост. Вводя четыре гена вместе, они смогли перепрограммировать фибробласты в незрелые стволовые клетки.

Выводы ученых произвели революцию в нашем понимании того, как развиваются клетки и организмы. Оказалось, что зрелые, специализированные клетки можно перепрограммировать, получая незрелые стволовые клетки, способные превратиться в любую ткань организма. Теперь мы знаем, что уже сформировавшаяся клетка, выполняющая свою определенную функцию, на самом деле этой функцией не ограничена. Открытия Гурдон и Яманака показали, что развитие специализированных клеток можно повернуть вспять при определенных обстоятельствах. Хотя их геном претерпевает изменения в процессе развития, эти изменения не являются необратимыми.

Источник >>


Остальные материалы
27.08.2012 Высокочувствительный датчик определит диабет по слезам
22.08.2012 Наночастицы способны доставлять короткие нити РНК, отключающие конкретный ген
21.08.2012 Создана искусственная сетчатка
17.08.2012 Ученые смогли увидеть весь цикл работы ДНК
06.08.2012 Выращивание живой ткани: просто и недорого

Поиск материалов

Ноябрь 2017