Готовы заглянуть внутрь своего кишечника? Нет, не волнуйтесь, никаких инвазивных медицинских процедур. Речь идет об искусственном кишечнике, созданном (или лучше сказать «распечатанном») в лаборатории, революционной модели, которая обещает изменить способы изучения и лечения кишечных заболеваний.
Склепы и ворсинки в пределах досягаемости принтера
Представьте себе, что вы можете воспроизвести сложную архитектуру вашего кишечника с помощью простого «отпечатка». Именно это и сделали исследователи.Институт биоинженерии Каталонии (IBEC). Они разработали инновационный метод контроля образования железоподобных и ворсинчатых структур в кишечнике с помощью техники контактной печати белками.
Проще говоря, они создали шаблон с определенными шаблонами ключевых белков, таких как Wnt3a e ЭфринB1, на базальной мембране. Эти белки имеют основополагающее значение для организации и дифференцировки эпителиальной ткани кишечника. С помощью этой техники исследователи смогли контролировать, где и как формируются кишечные структуры. Это похоже на использование формочки для печенья, только вместо звездочек и сердечек получается что-то другое. Что-то очень, очень интересное.
Самоорганизующиеся клетки
Суть этого исследования заключается в самих клетках. «Клетки, с которыми мы работаем, самоорганизуются в отдельные отсеки, которые точно копируют структуры кишечника», — объясняет он. Жорди Комельес, старший научный сотрудник МБЭС и соавтор исследования что я ссылаюсь на вас здесь. «С помощью нашего метода, основанного на контактной печати белков, мы достигаем контроля над тем, как и где формируются эти структуры».
Другими словами, клетки уже знают, что делать, им просто нужно немного помочь занять нужную позицию. Это немного похоже на вечеринку: вы готовите еду, музыку и декорации, но атмосферу создают гости.
Почему искусственный кишечник так важен
Этот инновационный метод, по сути, позволит индивидуально проанализировать факторы, участвующие в организации и функционировании кишечника, выявив их роль в ключевых процессах, таких как пролиферация и дифференцировка клеток.
«Например, мы заметили, что Экзогенный Wnt3a он может эндогенно снизить выработку того же фактора, что открывает новые возможности для манипулирования этими сигнальными путями», — добавляет Комельес.
Это будет похоже на пульт дистанционного управления вашим кишечником, на котором вы сможете нажимать кнопки для управления различными аспектами его работы. Вы хотите большего размножения клеток? Нажмите кнопку Wnt3a. Хотите меньше воспалений? Нажмите кнопку ЭфринB1. Возможности безграничны.
Компьютерное моделирование
Природа связи (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55651-7
Исследователи также использовали компьютерные модели для моделирования взаимодействия между сигнальными путями, что позволило получить более детальное представление о процессах, участвующих в клеточной организации.
Этот прорыв не только улучшает наше понимание биологии кишечника, но и открывает новые возможности для тестирования лекарств, изучения болезней в контролируемой среде и разработки более эффективных методов лечения.
Будущее за кишечником (искусственным и естественным)
Эта работа, в которой участвовало несколько исследовательских институтов Испании, может иметь поистине далеко идущие последствия для здоровья человека. От воспалительных заболеваний кишечника до ракЭта модель может стать бесценной платформой для изучения новых методов лечения и стратегий профилактики.
Эти крошечные органоиды, растущие в лаборатории, могут стать ключом к более здоровому будущему, будущему, в котором кишечные заболевания останутся в прошлом. Возможно, однажды мы сможем даже напечатать наш собственный пробиотический йогурт прямо в кишечнике. Я преувеличиваю? Возможно. Но с наукой никогда нельзя сказать наверняка. В конце концов, кто бы мог подумать, что мы сможем напечатать искусственный кишечник на 3D-принтере?