Tkivni inženiring: Znanstveniki gojijo celice na robotskem ogrodju

Znanost o tkivnem inženiringu - ali gojenju človeških celic za uporabo v medicini - je še zelo v povojih, saj se danes za poskusno zdravljenje lahko uporabljajo le najpreprostejše laboratorijsko gojene celice. Vendar pa raziskovalci pravijo, da bi lahko nova metoda tkivnega inženiringa izboljšala kakovost tega področja z gojenjem človeških celic na gibljivem robotskem skeletu.

Bioreaktorji

Običajno se celice, ki se uporabljajo v tovrstni regenerativni medicini, gojijo v statičnih okoljih. Pomislite na petrijevke in miniaturna 3D ogrodja. Nekaj poskusov v preteklosti je pokazalo, da je mogoče celice gojiti tudi na gibljivih strukturah, kot so tečaji, vendar so pri tem tkivo raztegnili ali upognili le v eni smeri.

Raziskovalci z Univerze v Oxfordu in podjetja za robotiko Devanthro pa so menili, da bi bilo bolje čim natančneje poustvariti njihovo naravno okolje rasti, če želimo gojiti snovi, ki so namenjene gibanju in upogibanju, kot so kite ali mišice. Zato so se odločili, da se približajo gibljivemu človeškemu telesu, povzema spletni portal The Verge.

Gojenje celic v dejanskem človeku seveda povzroča različne težave, zato se je interdisciplinarna ekipa odločila, da bo človeški mišično-skeletni sistem čim bolje približala z uporabo robota. Kot je opisano v članku, objavljenem v reviji Communications Engineering, so prilagodili odprtokodni robotski skelet, ki so ga zasnovali inženirji podjetja Devanthro. Poleg tega so ustvarili prilagojeno okolje za gojenje celic, ki jih je mogoče namestiti v skelet, da se po potrebi upogibajo in razgibajo - takšna rastna okolja so znana kot bioreaktorji.

Celice so rasle dva tedna

Mesto, ki so ga izbrali za ta tkivni eksperiment, je bil robotov ramenski sklep, ki ga je bilo treba nadgraditi, da bi se natančneje približal našim lastnim gibom. Nato so izdelali bioreaktor, ki ga je bilo mogoče namestiti v robotovo ramo in je sestavljen iz nizov biorazgradljivih vlaken, raztegnjenih med dvema sidrnima točkama, kot pramen las, celotna struktura pa je zaprta v zunanji membrani, podobni balonu.

V lasem podobne filamente so nato posejali človeške celice, komoro pa zalili s tekočino, bogato s hranilnimi snovmi, ki naj bi spodbujala rast, navaja The Verge. Celice so rasle dva tedna, med katerima so imele »vsakodnevno vadbo«. Vsak dan so bioreaktor za 30 minut vtaknili v ramo in ga, na zelo znanstven način, vrteli.

Vendar je tu še en velik zadržek: čeprav je ekipa opazila spremembe v celicah, ki so se pri vadbi razlikovale od tistih, ki so rasle v statičnem okolju, pravzaprav še ni prepričana, ali so bile te spremembe dobre. Vodilni raziskovalec projekta Pierre-Alexis Mouthuy z Botnarjevega inštituta za mišično-skeletne znanosti Univerze v Oxfordu je za The Verge pojasnil, da so razlike, ki jih je s kolegi opazil pri tako gojenih celicah, v najboljšem primeru dvoumne z vidika prihodnje medicinske uporabe.

»Pri režimu obremenjevanja [gibanje bioreaktorja v robotskem ramenskem sklepu] smo dobili razlike, toda ali te razlike pomenijo boljše celice? Tega še ne vemo,« je dejal Mouthuy in dodal: »Ne trdimo, da je ta sistem boljši od drugih. Ali da obstaja določeno gibanje, ki je boljše od drugih. Pokazali smo le izvedljivost.«

Torej, ekipa je pokazala, da je gojenje celic v robotskem skeletu vsekakor mogoče. Zdaj morajo samo še ugotoviti, ali se jim splača vložiti čas za nadaljnje raziskave in teste. Po optimističnih špekulacijah raziskovalcev bi lahko v prihodnosti s podrobnim skeniranjem pacientov ustvarili sklepno popolne replike njihovih teles, kar bi omogočilo gojenje tkiv, kot so kite. Mouthuy je dejal, da morajo opraviti še veliko dela, preden bodo razumeli, kaj se v resnici dogaja.