Tim sa MIT‑a razvio je magnetski čip koji pomoću spoljašnjih magneta i minijaturnog magneta u čipu precizno isteže endotelne ćelije u kolagenskom gelu, čime se kontroliše rast kapilara. Metoda omogućava podešavanje broja, dužine i orijentacije sudova, što je ključno za funkcionalne laboratorijske organe. Eksperimenti su pokazali da je gen PIEZO1 i pripadajući mehanosenzorni jonski kanali neophodan za formiranje novih sudova. Sledeći korak je testiranje perfuzije i integracija vaskularne mreže sa uzgojenim mišićnim tkivom.
Magnetski čip sa MIT‑a omogućava precizno usmeravanje rasta veštačkih krvnih sudova
(Ritu Raman/MIT)
Nauka sve bliže dolazi do mogućnosti da oštećene ili obolele delove tela zameni laboratorijski uzgojenim tkivima i organima — ali izrada funkcionalnih vaskularnih mreža i dalje predstavlja veliki izazov. Kapilari su izuzetno tanki (oko 0,005 mm, odnosno ~34 puta tanji od ljudske dlake) i moraju biti precizno raspoređeni da bi pravilno perfuzirali tkivo.
The artificial blood vessels were made through mechanical stretching. (MIT)
Tim sa MIT‑a objavio je u časopisu PNAS novu metodu koja koristi magnetne sile da programirano isteže i pozicionira endotelne ćelije u kolagenskom gelu, čime se postiže znatno veća kontrola nad rastom krvnih sudova nego kod postojećih pristupa.
YouTube Thumbnail
Kako radi magnetni čip
Osnovu sistema čini mali čip u kojem su endotelne ćelije suspendovane u kolagenskom gelu — kolagen je ključni strukturni protein u telu. U sam čip je ugrađen minijaturni magnet koji se pomera i rotira pomoću nekoliko spoljašnjih magneta u tri dimenzije.
Researchers measured the number and length of artificial blood vessels grown under the influence of alternating magnets (at 1 and 15 Hz) compared to untreated cells and static controls. (Kheiri et al.,PNAS, 2026)
Podesivanjem jačine i smera spoljnog magnetnog polja istraživači mogu kontrolisati mehaničke sile koje deluju na ćelije. Na taj način su mogli da upravljaju brojem, dužinom i orijentacijom novih kapilara. Metod je prilagođena verzija tehnika koje su isti autori ranije koristili za stvaranje veštačkih mišića i nervnih struktura.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
"Mogućnost programiranja rasta krvnih sudova pomoću fizičkih signala može omogućiti reproduktivnu i skalabilnu proizvodnju inženjerskih tkiva koja bi se mogla implantirati u telo," kaže Ritu Raman, mašinski inženjer sa MIT‑a.
Mehanizmi i uvidi
Da bi utvrdili mehanizme koji stoje iza ovoga, istraživači su ponovili eksperimente koristeći ćelije kod kojih je gen PIEZO1 deaktiviran. PIEZO1 reguliše mehanički osetljive jonske kanale — „ćelijske čuvare“ koji reaguju na naprezanje i pritisak. Sa onemogućenim PIEZO1 formirano je znatno manje novih sudova, što ukazuje da aktivacija ovih kanala igra ključnu ulogu u odgovoru ćelija na mehaničke podražaje.
Šta je sledeće?
Sledeći koraci uključuju testiranje koliko efikasno kroz stvorene arterije, vene i kapilare protiče stvarna krv (ili perfuzijski fluid), kao i integraciju vaskularne mreže sa laboratorijski uzgojenim tkivima — tim planira da počne sa mišićnim tkivom. Ako se potvrdi da mreže mogu izdržati perfuziju i podržati funkciju tkiva, to bi bio važan korak ka stvaranju funkcionalnih, implantabilnih organa i kompozitnih tkiva.
Rad je objavljen u PNAS. Iako su rezultati rani i prototipski, metoda otvara novi pristup u kojem mehaničke sile služe kao precizno programabilan signal za inženjering vaskularnih mreža.
Napomena: članak je zasnovan na objavljenoj studiji i izjavama istraživača. Potrebna su dalja ispitivanja pre nego što tehnologija bude primenjena u kliničkoj praksi.
Pomozite nam da budemo bolji.
