Нервная ткань: жизнь вне организма

Новая микрофлюидная система позволила поддерживать жизнеспособность ткани головного мозга около месяца. Об успешном эксперименте сообщают японские ученые в журнале Analytical Sciences.

Поддержание жизнеспособности целой системы, в которой множество клеток должно оставаться живыми, функционировать и взаимодействовать друг с другом представляет большую сложность. После изъятия из организма ткань быстро высыхает и умирает, если ее не поместить во влажную среду с необходимыми питательными веществами. И напротив, погружение ткани в жидкость может нарушить газообмен в клетках и тем самым вызвать повреждения.

На современном этапе технологии позволяют поддерживать функции извлеченных из тела тканей и органов в течение ограниченного периода времени — от нескольких часов до нескольких дней. Это является огромным препятствием для трансплантологии, а также для различных научных исследований, где требуется больший срок наблюдения.

Для решения этой проблемы ученые из Центра исследования биосистем RIKEN разработали новую микрофлюидную систему. В основе работы возможность диффузии питательных веществ в ткань Сами вещества подают в трубку, стенки представляют собой полупроницаемую мембрану из полидиметилсилоксана. Образец ткани располагают на поверхности этой трубки.

При этом необходимость погружать эксплантат в жидкость, отсутствовала. Культуральная среда циркулировала внутри трубки и, проходя через специальную полупроницаемую мембрану, обеспечивала ткань питательными веществами, не нарушая газообмена. За счет этого были обеспечены оптимальные условия поддержания жизнеспособности эксплантата.
В эксперименте исследователи использовали ткани супрахиозматического ядра гипоталамуса трансгенных мышей. Эта часть головного мозга имеет сложную структуру и выполняет функцию биологических часов у млекопитающих. У трансгенных подопытных мышей активность циркадных ритмов в мозге находила отражение в синтезе высокофлуоресцентного белка — люциферина. Таким образом, с помощью измерения уровня биолюминсценции экплантата ученым удавалось фиксировать активность клеток на протяжении целых 25 дней.
Новый метод поддержания эксплантата открывает новые перспективы не только для наблюдения биологических процессов в животных тканях. Он также может облегчить изучение фармацевтических препаратов, т. к. с помощью него ученые смогут свободно проводить различные манипуляции на живых тканях in vitro и тестировать различные препараты и комбинации. Однако, говорить о возможности длительного сохранения человеческих трансплантатов еще очень рано.

https://www.jstage.jst.go.jp/article/analsci/35/10/35_19P099/_article