3D-печать позволила решить одну из важнейших проблем при исследовании стволовых клеток

Несмотря на то, что исследования с применением стволовых клеток кто-то может назвать спорным занятием, так как забор человеческих эмбриональных стволовых клеток происходит у эмбрионов (что логично), однако именно стволовые клетки могут являться ключом ко многим открытиям и достижениям в области здравоохранения. И совсем недавно разрушить один из самых больших барьеров в развитии лечения на их основе помогла технология 3D-печати.

Открытие принадлежит команде исследователей, работавших под руководством Али Бриванлу, а также Робера и Харриет Хейльбрун из лаборатории биологии стволовых клеток и молекулярной эмбриологии в Рокфеллеровском университете. Нет, они не нашли альтернативного источника для получения стволовых клеток (для открытия они использовали неразвившиеся человеческие эмбрионы), однако они выяснили не менее полезную вещь: как контролировать определенный тип клеток, в которые превращаются сами стволовые клетки.

К сожалению, они не выяснили в какой именно из 220 видов человеческих клеток превращаются стволовые клетки, однако нашли успешный способ указать клетке на то, какой из трех первичных зародышевых слоя она должна содержать.

Рост каждого из 220 типов клеток происходит из эктодермы, эндодермы или мезодермальных клеток. Раньше у ученых не было возможности определить те зоны, в которых начинают свой рост три зародышевых слоя (слои тела зародыша многоклеточных животных), потому что в чашке Петри невозможно воссоздать те химические сигналы, какие дают команду на рост этих слоев в человеческом теле.

Обычно это выглядит так: через окружающие ткани к человеческим эмбриональным стволовым клеткам посылаются химические сигналы, которые дают им команду о том, где они должны быть сформированы. В лабораторных условиях нет возможности проследить за этим процессом каждой отдельно взятой клетки. К счастью, технология трехмерной печати смогла предоставить нужное решение этой задачи — не использовать химические сигналы вовсе. Вместо этого ученые создали на базе технологии 3D-печати пресс-форму из упругого полимера (полидиметилсилоксана). За счет нее исследователи могли уже задать глубину, диаметр и форму каждой колонии стволовых клеток человеческого эмбриона.

Побочным эффектом использования пресс-формы оказалось то, что стволовые клетки человеческого эмбриона стали расти и развиваться равномерно, и когда ученые стимулировали этот процесс, то смогли определить, какой именно тип клетки в отдельно взятой пресс-форме ведет свой рост. В конце концов ученые смогли заставить клетки выделяться между собой, а также получили контроль над тем, где каждая колония клеток начнет свое формирование.

Хотя ученые пока не нашли альтернативного источника для добычи стволовых клеток, они смогли решить один из основных вопросов, который мешал в развитии этих исследований и в целом в работе со стволовыми клетками. Благодаря данному открытию, в будущем терапия на основе стволовых клеток и выращивание человеческой ткани станут действительно возможными и посильными задачами. Правда, до этого момента, вероятнее всего, пройдет не один десяток лет.

Если говорить более простым языком, то стволовые клетки — это такая «глина», из которой можно слепить все что угодно. А технология 3D-печати позволяет контролировать «процесс лепки» и управлять развитием нужной колонии тех или иных клеток. В результате у нас появится возможность за считанные дни или даже часы полностью убирать шрамы, заново восстанавливать поврежденные участки кожи и мышц и, возможно, даже регенерировать целые конечности. Хотя до последней возможности придется немало подождать.