Brazilijos mokslininkai panaudojo trimatį (3D) spausdinimą, kad sukurtų dirbtinės odos modelį, kurio savybės yra panašesnės į žmogaus odos savybes. Struktūra, vadinama žmogaus odos lygiavertė hipodermis (HSEH), galėtų būti naudojama tiriant ligas ir sužalojimus, pvz., žaizdas ir nudegimus, taip pat kuriant vaistus ir kosmetiką, nereikalaujant bandymų su gyvūnais.
Medžiagos, pagamintos iš kamieninių ląstelių (galinčių transformuotis į skirtingus ląstelių tipus) ir pirminių ląstelių (išaugintų tiesiai iš žmogaus audinių), gamybos procesas buvo aprašytas žurnale. Ryšių biologija mokslininkai iš Brazilijos biomokslų nacionalinės laboratorijos (LNBio), priklausančios Brazilijos energijos ir medžiagų tyrimų centrui (CNPEM).
Darbas buvo pristatytas lapkričio 27 d. biotechnologijų sesijoje, vykusioje FAPESP savaitės Ispanijoje metu Madride. Renginiu, kuris baigėsi lapkričio 28 d. Madrido Complutense universiteto Medicinos fakultete Moncloa-Aravaca regione, buvo siekiama sustiprinti San Paulo valstijos ir Europos šalies mokslininkų ryšius, siekiant skatinti mokslinių tyrimų partnerystės.
„Mums pavyko sukurti visą odos modelį su trimis sluoksniais: epidermiu, derma ir hipodermiu. Tokiu būdu mums pavyko gauti organo modelį, kurio charakteristikos labai panašios į žmogaus charakteristikas”, – Ana Carolina Migliorini. Figueira, LNBio-CNPEM tyrėja ir projekto koordinatorė, pasakojo Agência FAPESP.
Pasak Figueiros, 3D odos modeliai buvo ištirti kaip alternatyvus būdas naudoti gyvūnus, pavyzdžiui, atliekant kosmetikos absorbcijos bandymus. Tačiau iki šiol sukurtų galimybių apribojimas yra tas, kad jie nepaiso hipodermos – giliausio odos sluoksnio, kuris atlieka esminį vaidmenį reguliuojant svarbius biologinius procesus, tokius kaip hidratacija ir ląstelių diferenciacija.
Šis riebalinių (riebalų) ląstelių suformuotas sluoksnis atlieka aktyvų vaidmenį odoje, įtakoja tokius procesus kaip vandens reguliavimas, ląstelių vystymasis ir imunitetas, todėl jis yra būtinas kuriant išbaigtus ir funkcionalius odos modelius.
Tyrėjai panaudojo audinių inžinerijos metodus, kad patobulintų technologiją ir pavyko sukurti viso storio žmogaus odos atitikmenį su hipodermiu, kad sukurtų aplinką, artimesnę tikram žmogaus audiniui, o tai leistų efektyviau sukibti ląsteles, daugintis ir diferencijuotis.
„Šis naujas 3D odos modelis su hipodermio sluoksniu suteikia tikslesnę in vitro platformą ligų modeliavimui ir toksikologijos tyrimams“, – padarė išvadą Figueira.
„Mūsų atliktų bandymų rezultatai rodo, kad hipoderma yra būtina norint moduliuoti daugelio genų, kurie yra gyvybiškai svarbūs odos funkcionalumui, pavyzdžiui, susijusių su audinių apsauga ir regeneracija, ekspresiją“, – sakė ji.
Diabetinė oda
Tyrėjai naudojo 3D biospausdinimą, kad sukurtų odos modelį, pagrįstą kolagenu, kuris yra ląstelių sąveikos matrica.
LNBio gamins odą savo tyrimams, bet taip pat galės gaminti medžiagą partnerių mokslinių tyrimų institucijoms. Idėja yra padėti sukurti transplantatus, skirtus žaizdoms ir nudegimams gydyti.
Vykdydami kitą projektą, Brazilijos mokslininkai ketina panaudoti šią tikroviškesnę 3D odą, kad sukurtų diabetinės odos su lėtinėmis žaizdomis modelį ir, atitinkamai, šiam tikslui skirtą tvarstį.
Idėja yra ta, kad LNBio tyrėjai galės in vitro žmogaus odos modelį vaskuliarizuoti trimis sluoksniais, kad sukurtų versiją, kuri imituotų diabetu sergančių žmonių, kuriems gali būti sunkiai gyjančių žaizdų ir kuriems gresia galūnės, odos savybes. amputacija.
Priešingai, grupė olandų mokslininkų, susijusių su Radboudo universiteto medicinos centru, kuria naujas biomedžiagas, kad sukurtų tvarstį diabetinėms žaizdoms gydyti.
„Mūsų tikslas, kai bus pagamintas naujas tvarsliava, yra išbandyti jį ir su gyvūnų modeliu, ir ant žmogaus, sergančio diabetu, odos, kurią sukursime“, – paaiškino Figueira.
Biojutikliai stebėjimui
Tuo tarpu mokslininkų grupė iš federalinio universiteto ABC (UFABC), taip pat Brazilijoje, ketina naudoti sintetinės biologijos priemones, kad sukurtų biojutiklius, pagrįstus genetinėmis grandinėmis, tokiomis kaip DNR, RNR ir baltymai, kad galėtų stebėti aplinkos mėginių užterštumą. pavyzdžiui, vandeniu, metalais.
Derindami biologines ir inžinerines žinias, mokslininkai siekia įdiegti naujas natūralių organizmų funkcijas, kurdami naujas genetines sekas.
„Yra natūralių RNR ir baltymų molekulių, kurios gali sąveikauti, pavyzdžiui, su gyvsidabriu ir manganu. Idėja yra sukurti šias genetines grandines, daugiausia iš bakterijų, kad būtų galima stebėti vandens mėginių užteršimą šiais metalais realiu laiku ir trumpesniu laiku. brangus būdas, nereikia naudoti tvirtos ir brangios įrangos“, – „Agência“ sakė UFABC profesorė ir projekto koordinatorė Milca Rachel da Costa Ribeiro Lins. FAPESP.
Manoma, kad biotechnologijų sritis Ispanijai yra strategiškai svarbi ir pastaraisiais metais sulaukė didelių UCM investicijų, pabrėžė renginyje dalyvavę ispanų mokslininkai.
„Jungtinės Valstijos tebėra pasaulinės biotechnologijų rinkos lyderės. Tačiau Europos, Azijos, Centrinės Amerikos ir Artimųjų Rytų šalys rodo labai didelį augimą. O Ispanija turi keletą stipriųjų pusių. Viena iš jų yra ta, kad dirba apie 4500 įmonių. šioje srityje“, – sakė UCM profesorė Maria Isabel de la Riesco.
Pasak jos, biotechnologijų įmonėse Ispanijoje dirba daugiau mokslininkų nei kitose pramonės šakose, o atlyginimai šioje srityje yra didesni nei šalies vidurkis.
„Ispanija turi 2,46% pasaulio su biotechnologijomis susijusių straipsnių publikacijų, o jų citavimo rodiklis yra 21% didesnis nei pasaulio vidurkis. Apie 60% biotechnologijų mokslinės produkcijos šalyje atliekama tarptautiniu bendradarbiavimu”, – sakė jis. pareiškė Riesco.