MIT навчився керувати ростом капілярів механічним розтягуванням судини на чипі
Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили спосіб керувати ростом дрібних кровоносних судин за допомогою механічного розтягування. Команда створила людську «судину на чипі»: порожнистий канал у поживному гелі вистелили живими ендотеліальними клітинами, а в сам гель помістили маленький магніт. Зовнішні магніти рухали його вперед і назад, змушуючи гель та центральну штучну артерію регулярно деформуватися.
Без такого впливу від основної судини також відростали окремі капіляроподібні відгалуження, але вони з’являлися у випадкових місцях. Повторне розтягування збільшувало кількість нових судин, а зміна напрямку механічного руху повертала їхній ріст у відповідний бік. Результати опубліковані в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Як механічний сигнал задавав форму судинної мережі
За деформації на 5% від ширини гелю з центральної артерії проростало багато нових капілярів. Коли розтягування збільшували до 15%, відгалужень утворювалося менше, проте вони виростали довшими. Це дало дослідникам окремі параметри керування: величина сили впливала на кількість і довжину судин, а напрямок — на траєкторію їхнього росту.
Команда також перевірила можливий клітинний механізм через ген PIEZO1, який керує чутливим до тиску іонним каналом у мембрані. Після генетичного пригнічення PIEZO1 механічна стимуляція спричиняла значно менше нових відгалужень. Експеримент підтримує висновок, що ендотеліальні клітини перетворюють фізичне навантаження на сигнал до росту саме за участю цього каналу.
Метод поки випробуваний у лабораторній системі розміром менше поштової марки, а не в готовому органі чи імплантаті. Його практична мета — створювати відтворювані судинні мережі всередині штучних тканин. Без них вирощені м’язи або органні моделі не можуть отримувати поживні речовини й повноцінно функціонувати. Наступний етап команди — застосувати кероване формування судин до штучної м’язової тканини та перевірити, чи покращує така мережа її роботу.