Это видение будущего больше не является научной фантастикой, поскольку исследователи из Технологического университета Эйндховена и медицинского центра университета Радбауд фактически реализовали первую часть: вырастить реалистичный кусок костной ткани из стволовых клеток человека. Это первый костный органоид, упрощенная версия оригинала, сообщают исследователи сегодня в журнале Advanced Functional Materials.
Связная картина
«Этим мы впервые представляем полную картину формирования кости на ранней стадии», – говорит Сандра Хофманн, доцент кафедры биоинженерии костей из TU / e. И это очень важно: как формируются наши кости, до сих пор остается загадкой.
Кость – это очень сложный материал, в котором, с одной стороны, взаимодействуют бесчисленные клетки и процессы, а с другой стороны, гениальная матрица из коллагена и минералов создана для обеспечения прочности. Об отдельных компонентах известно многое, но до сих пор не было целостной картины.
В формировании костной ткани основную роль играют три типа клеток: остеобласты (которые формируют костную ткань), остеокласты (отбирают кость) и остеоциты (регулируют построение и разрушение кости). «Большинство исследований до сих пор было сосредоточено на одном из этих типов клеток, но это не очень хорошее представление о реальной ткани», – говорит Хофманн. «Мы представляем здесь кусок тканой кости (кость на ранней стадии), который образовался из стволовых клеток и содержит два типа этих клеток: остеобласты и остеоциты. Теперь мы видим, что мы можем сделать реалистичную кость исключительно с этими двумя типами клеток."
Становление мудрее от молекулярного тыка
«И, что, возможно, более важно, наша система ведет себя так же, как кость на ранней стадии», – говорит Анат Акива, доцент кафедры клеточной биологии в Radboudumc. «Мы показываем, что оба типа клеток производят белки, которые им необходимы для их функциональности, и мы показываем с максимальной детализацией, что матрица на самом деле является костной матрицей, которую мы видим в реальной ткани."
По мнению исследователей, тот факт, что теперь возможно упрощенное представление образования кости на молекулярном уровне, предлагает беспрецедентные возможности. «Кость на 99% состоит из коллагена и минералов, но есть еще 1% белков, которые необходимы для успешного формирования кости», – объясняет профессор Нико Соммердейк из Радбоудумка. "Итак, какова роль этих белков?? Как они способствуют формированию костей?
Никогда раньше нам не удавалось взглянуть на основные этапы этого процесса на молекулярном уровне."
И с этим у них сразу же есть хороший вход для расследования причин генетических заболеваний костей, таких как «болезнь хрупких костей», и их возможных методов лечения. «Помните, что многие заболевания возникают на молекулярном уровне, как и лечение», – говорит Акива. «Фактически, теперь у нас есть простая система в надежной среде, в которой мы можем копаться и видеть, как костные клетки реагируют на стимулы, которые мы предоставляем."