Согласно результатам нового исследования, опубликованным в Nature Communications, напечатанный с помощью 3-D принтера яичник позволил бесплодной мыши родить двух мышат. Такое событие уже назвали началом новой эпохи регенеративной медицины.

Трехмерное печатное биопротезирование яичников является «святым граалем биоинженерии для регенеративной медицины», говорит Тереза ​​К. Вудрафф, репродуктивный ученый и директор Научно-исследовательского института здоровья женщин в Северо-западном университете Файнбергской школы медицины.

Долгосрочной целью этого эксперимента является лечение раковых больных.

Мы надеемся, что новое исследование, а также сотрудничество с другими учеными, в том числе с Рамилем Шахом, доцентом по материаловедению и инженерии в Школе инженерии Маккормика, приведет к восстановлению плодородия у женщин, которые прошли курс лечения рака и были стерилизованы.

Строительные леса

Женская репродуктивная система

Яичники играют важную роль в женской репродуктивной системе. Эти железистые органы отвечают не только за выработку гормонов, но и выпускают, по крайней мере, одну яйцеклетку каждый месяц, предоставляя возможность для оплодотворения.

Основной составляющей яичника является фолликул, который содержит яйцеклетку, окруженную клетками, образующими гормоны эстроген и прогестерон.

Каждый месяц происходит «чудо». Под влиянием гормонов, яичник позволяет ооциту, женскому яйцу, перемещаться изнутри наружу. Там он попадает в фаллопиевую трубку, где и происходит оплодотворение.

Для того, чтобы искусственный яичник мог функционировать так же, ему необходимо было помочь с процессом овуляции.

Столкнувшись с этой задачей, Шах и его коллеги создали трехмерную печатную структуру, по сути, строительные леса для встраивания фолликулов, изготовленную из гидрогеля, материала, который на 99% состоит из воды с небольшим количеством полимера для придания прочности. Кроме этого, ученые сделали в материале поры, в которые можно было бы поместить фолликулы. Это дало фолликулам пространство для роста.

После посева фолликулов, структура была трансплантирована мышам с удаленными яичниками. Когда фолликулы созрели, мыши овулировали. После спаривания их яйцеклетки оплодотворились и у них появилось потомство.

Мыши-реципиенты фактически координировали развитие тканей яичников в своих организмах, ведь именно поток их крови, проходящий через поры этой структуры, помог превратить ее в функциональный биопротез.

Ученые надеются усовершенствовать работу этого механизма.

Это первая версия биопротеза яичника. Мы были приятно удивлены тем, что она начала работать с первой попытки.

Если вы посмотрите на поперечное сечение яичника, то увидите различные размеры и формы пор, из которых он состоит. Это значит, что он способен разместить фолликулы, находящиеся на разных стадиях зрелости.

Яичник имеет поры различных форм и размеров, поэтому его архитектуру не так просто отобразить с помощью 3 – D принтера. Однако, ученые стремятся к тому, чтобы в точности отобразить ее во второй версии биопротеза.

Будущее трехмерной печати

Приятная новость заключается в том, что исследователи доказали, что их трехмерный печатный биопротез может включать фолликулы и сохранять функциональность.

Ранее ученые уже создавали, c помощью 3 - D принтера, хрящи, мышцы и кости, которые потом имплантировали пациентам. Однако, это был первый подобный опыт, связанный с яичниками. Исследование прошло окончательный функциональный тест: мыши смогли родить.

Печать дает масштабируемость и воспроизводимость, то есть возможность печатать то, что вам необходимо одним и тем же способом каждый раз, а также точность. В конечном итоге, автоматизация процесса должна снизить стоимость производства.

Использование человеком

Трудно предсказать, насколько быстро эти технологии смогут быть применены на человеке. Ученые надеются, что человеческий имплантат будет изготовлен в течение пяти лет. Однако, вряд ли это сразу будет полноценный яичник, скорее всего, испытания на людях начнутся со структуры, которая заменяет только функцию производства гормонов яичника.

В дальнейшем, ученым предстоит выяснить, насколько долго такой протез сможет функционировать и можно ли его применить для лечения людей с раком, которым пришлось удалить яичники или другие органы.

Источник

Вам будет интересно: