22 февраля 2020, суббота, 17:01
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Разработан способ получения костной ткани из стволовых клеток при помощи наноподложек

Создание костной ткани из собственных клеток пациента является важной задачей тканевой инженерии и представляет практический интерес для медицины и ветеринарии.

Основная идея генерации новой кости проста. Из биосовместимого материала делают заготовку, имеющую форму будущей кости. В систему вносят клетки-предшественники костной ткани, которые со временем должны заселить весь объем заготовки. Чтобы клетки росли и развивались, добавляют сигнальные молекулы, факторы дифференцировки и роста клеток кости. Если все условия подобраны правильно, со временем на месте заготовки образуется кость, по прочности и другим характеристикам очень похожая на настоящую (рисунок 1).

В качестве клеток-предшественников костной ткани используют мезенхимальные стволовые клетки (mesenchymal stem cells, MSC), которые находятся, например, в костном мозге каждого человека. Эти клетки в соответствующих условиях могут дифференцироваться в клетки разных типов: жировые, костные, хрящевые, мышцы, клетки соединительной ткани. Для правильного формирования кости необходимо, чтобы MSC дифференцировались в остеогенные клетки, которые в дальнейшем разовьются в зрелые клетки костной ткани – остеобласты и остеоциты.

Однако даже у такого замечательного подхода имеется ряд нерешенных проблем. Например, факторы, стимулирующие образование кости, для каждого пациента должны подбираться индивидуально, с учетом возраста, пола и т.п. Другая трудность заключается в том, что зачастую MSC формируют вокруг заготовки мягкие ткани, прежде чем успеют дифференцироваться в клетки кости и прорасти внутрь.

Группа британских исследователей под руководством доктора Мэттью Долби (Matthew J. Dalby) из Университета Глазго (University of Glasgow) нашли способ, позволяющий заставить MSC дифференцироваться в клетки костной ткани без применения химических воздействий, сообщает Нанометр.  Оригинальная статья авторов работы опубликована в Nature Materials.

Известно, что дифференцировка MSC in vitro зависит от особенностей подложки, на которой они растут, однако у разных исследователей получались противоречивые результаты. В целом считается, что более шероховатая подложка способствует лучшей дифференцировке клеток костной ткани, однако в некоторых случаях бывает и наоборот.

Британские ученые предположили, что все дело в наноразмерных особенностях шероховатой поверхности. Чтобы проверить свою догадку, они изготовили при помощи метода электронно-лучевой литографии (electron beam lithography, EBL) различные подложки из полиметилметакрилата (PMMA), на которых определенным образом располагались лунки 120 нм в диаметре и 100 нм глубиной. Расстояние между лунками составляло в среднем 300 нм. Помимо подложек с регулярным расположением лунок (в вершинах шестиугольника, HEX, или квадрата, SQ), были также исследованы поверхности с разной степенью разупорядоченности: лунки располагались в пределах 20 нм от вершин правильных квадратов (DSQ20), в пределах 50 нм (DSQ50) или же были нанесены случайным образом (RAND).

В первой серии экспериментов было изучено поведение человеческих остеогенных клеток на таких подложках in vitro. Чтобы оценить эффективность образования внеклеточного матрикса кости, препараты на 21-й день были обработаны антителами к остеопонтину и остеокальцину. Эти белки являются тканеспецифичными внеклеточными компонентами кости. Результат такого эксперимента представлен на рисунке 2. Как оказалось, на подложке с несколько разупорядоченным расположением лунок клетки достигают достаточной плотности и лучше всего синтезируют остеопонтин и остеокальцин. Более того, в этих препаратах было отмечено появление островков окостенения (bone nodule), что является важным этапом в процессе нормального формирования кости.

Однако гораздо интереснее знать, как поведут себя мезенхимальные стволовые клетки и будут ли они дифференцироваться в остеогенные клетки. Поэтому в следующей серии экспериментов исследователи изучили влияние наноструктурированных подложек на развитие MSC. Как и прежде, препараты окрашивали антителами к специфичным белкам внеклеточного матрикса кости (остеопонтину и остеокальцину); кроме того, их окрасили ализарином, чтобы проследить за минерализацией матрикса. Результаты представлены на рисунке 3. Снова оказалось, что наилучшее развитие костной ткани наблюдается на подложке с углублениями, расположенными в пределах 50 нм от вершин правильных квадратов.

Ученые не остановились на достигнутом. Для дальнейших исследований была выбрана подложка, показавшая наилучшие результаты в предыдущих опытах - DSQ50. Чтобы оценить, насколько полученные популяции клеток похожи на настоящую костную ткань, был изучен профиль экспрессии генов этих клеток. В качестве положительного контроля использовали клетки, выращенные на ровной подложке, однако обработанные индуктором формирования костной ткани – кортикостероидом дексаметазоном (DEX). Принято считать, что при обработке DEX клетки формируют костную ткань. В качестве отрицательного контроля взяли клетки, выращенные на ровной подложке без какой-либо дополнительной обработки. Оказалось, что профиль экспрессии генов довольно близок к положительному контролю, хотя в некоторых деталях и отличается от него. Однако по крайней мере часть отличий вызвана влиянием DEX на стероидные рецепторы и не связана с развитием костной ткани.

На основании проделанных экспериментов ученые заключают, что нашли способ выращивать клетки костной ткани без применения химических воздействий. Несомненно, это важный шаг в области тканевой инженерии кости.

Образование в области нанотехнологий и информатики можно получить

Обсудите в соцсетях

Главные новости

12.02 21:40 Фейсбук удалил десятки групп и аккаунтов. Они были связаны с российской разведкой
12.02 21:05 Директору ФБК Жданову предъявили обвинения по делу о фильме «Он вам не Димон»
12.02 20:41 СК уволил следователя, отметившего повышение под тост «жизнь ворам»
12.02 20:01 Министерство юстиции РФ внесло «Радио Свобода» в список иноагентов
12.02 19:35 Слесарь московского метрополитена нашел двухмесячного младенца
12.02 18:56 Власти Новосибирска заказали «духовный поезд» за 800 тыс. рублей
12.02 18:29 В сети нашли фото застолья из колонии с осужденным за убийство Немцова Зауром Дадаевым
12.02 17:54 В Челябинской области семье пришлось 327 раз позвонить в больницу, чтобы вызвать врача двухлетнему ребенку
12.02 17:21 Greenpeace оценил ежедневные потери от загрязнения воздуха в $8 млрд
12.02 16:50 Премьер Мишустин назначил двоюродного брата Кадырова замминистра спорта России
12.02 16:41 Шерстяной волчара из популярного мема оказался шерстяной волчицей
12.02 16:28 Гран-при Китая «Формулы-1» перенесли из-за коронавируса
12.02 16:02 В Кузбассе главу отдела полиции обвинили в избиении задержанного. Он награжден медалью «За честь и мужество»
12.02 15:51 ЦРУ полвека имело доступ к секретной переписке 120 стран
12.02 15:30 Олимпийская чемпионка по фигурному катанию Ксения Столбова завершила карьеру
12.02 15:29 Фильм Ридли Скотта «Бегущий по лезвию» впервые выйдет в российский прокат
12.02 14:43 Власти США заявили, что у Huawei есть «тайный» доступ к мобильным сетям всего мира
12.02 14:01 Тюменский следователь отпраздновал получение нового звания под тост «Жизнь ворам». СК начал проверку
12.02 14:00 Сидячий образ жизни повышает вероятность депрессии у подростков
12.02 13:57 Издательство АСТ выпустило книгу блогера об опасности прививок. После критики ее убрали с продаж
12.02 13:39 Экс-начальник УФСИН Свиридов выстрелил себе в голову в зале суда после объявления приговора
12.02 13:12 В Нидерландах взорвались посылки с бомбами
12.02 12:22 Офицера‑подводника уволили за пьянство и мат в адрес Путина. Он пытался восстановиться через суд, но ему отказали
12.02 12:00 Новость из прошлого: 12 февраля 2000 года — Лондонский клуб списал России половину долга
12.02 12:00 В хвосте динозавра обнаружена редкая разновидность опухоли
12.02 11:48 В России удвоилось число регионов с дефицитом бюджета
12.02 11:38 ФСБ проводит обыск в красноярском футбольном клубе «Енисей»
12.02 11:10 Личное оружие не делает человека счастливее и не улучшает сон
12.02 11:07 Актера Джусси Смоллетта повторно обвинили в инсценировке нападения на себя
12.02 10:50 На круизном лайнере в Японии число заразившихся коронавирусом достигло 175 человек. Россиян среди них нет
12.02 10:14 В Архангельской области задержали гражданина Латвии. Он поддерживал активистов на Шиесе
12.02 09:56 Картину Дэвида Хокни «Всплеск» продали в Лондоне почти за $30 млн
12.02 09:44 В России двух пациентов с коронавирусом выписали из больниц. Больше случаев заболевания не выявили
12.02 08:51 «Медуза»: во время протестов в Москве ФСБ требовала ключи для дешифровки переписки у десятков интернет-компаний
12.02 07:58 В Пензе полиция задержала активистов — они приехали поддержать осужденных по делу «Сети»
12.02 06:47 Минпромторг: запасов легкой промышленности РФ хватит минимум до начала марта
12.02 06:10 Samsung представил смартфон Galaxy S20 в трех разновидностях
12.02 05:32 В Китае от коронавируса умерли 1113 человек, число инфицированных превысило 44,6 тыс.
11.02 21:41 Прокуратура Махачкалы отказалась возбуждать дело о дискриминации на администрацию самого большого бассейна в СКФО — в него не пускают женщин
11.02 20:48 Власти выделили 3 млрд рублей на постройку храма Минобороны. Его обещали строить только на пожертвования
11.02 20:17 Всемирная организация здравоохранения дала официальное название китайскому коронавирусу — Covid-19
11.02 19:42 Суд отменил решение об аресте главы сафари-парка «Тайган»
11.02 19:14 Суд отправил под домашний арест бывшую жену Цеповяза. Ее обвиняют в вымогательстве 70 млн рублей
11.02 18:43 Депутаты предлагают дать бывшим президентам должности пожизненных сенаторов
11.02 18:13 Из коронавирусного карантина в Санкт-Петербурге сбежала женщина. Врачи передали ее данные в полицию
11.02 17:58 В Крыму около 120 человек вышли поддержать арестованного директора сафари-парка «Тайган» Олега Зубкова
11.02 17:31 Протокол на фем-активистку Юлию Цветкову составили по материалам отдела ФСБ по борьбе с терроризмом
11.02 16:58 Основатель старейшей в России блог-платформы Diary.ru продал ее
11.02 16:44 Новым главой Совбеза Чечни назначен 23-летний племянник Кадырова
11.02 16:23 В Калининграде молодоженов обвинили в госизмене из-за фотографий со свадьбы
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.