Европейският проект PRISM-LT разработва платформа за 3D биопринтиране, която позволява създаване на живи костни, мастни и мускулни тъкани в лабораторни условия.
Инициативата, координирана от проф. Масимо Васали от Университета в Глазгоу и финансирана от ЕС, продължава до 2027 г. и има за цел да направи възможно отпечатването на сложни тъкани с приложения от биомедицински изследвания до производство на култивирано месо.
Какво представляват инженерно създадените живи материали
В основата на проекта е концепцията за инженерно създадени живи материали (ELM) — структури, направени частично или изцяло от живи клетки и понякога микроорганизми, които могат да растат, да реагират и да се адаптират към средата. За разлика от статичните материали, ELM имат способност за самостоятелна организация и самовъзстановяване.
„Инженерно създадените живи материали могат да притежават допълнителни, динамично променящи се свойства, които просто не можем да възпроизведем при традиционните статични материали“, посочва Масимо Васали, научен координатор на PRISM-LT.
Методът: капсулирани живи градивни елементи
Екипът на PRISM-LT работи с миниатюрни капсули, пълни с живи клетки и биомастило — гелоподобен носител. Вместо да се отпечатва непрекъснат поток от материал, тези капсули могат да бъдат прецизно позиционирани с роботизирана ръка или отпечатани слой по слой, за да изградят желаната тъканна архитектура.
„Вместо да отпечатваме непрекъснат поток от биомастило, работим с капсулирани живи градивни елементи“, обяснява Лаура Мартинели, координатор на проекта PRISM-LT и главен изпълнителен директор на In Society — научноизследователска организация със седалище в Удине, Италия.
„Тези капсули могат да бъдат прецизно позиционирани с помощта на роботизирана ръка или да бъдат отпечатвани слой по слой, за да се създадат сложни тъканни архитектури“, допълва тя.
Вътре в капсулите се съдържат и специално модифицирани микроорганизми, които действат като биологични водачи: те усещат момента на диференциране на стволовите клетки и отделят растежни фактори, които насочват развитието към желания тип тъкан.
Процесът на отпечатване може да отнеме от няколко минути до около час, а след това следва период на съзряване от приблизително три седмици, в който стволовите клетки се превръщат в костна, мастна или мускулна тъкан. До момента екипът успява да произвежда тънки тъканни структури с площ около един квадратен сантиметър; следващата цел е триизмерен блок с обем един кубичен сантиметър.
Приложения: от костния мозък до хранителната индустрия
Едно от ключовите приложения е възстановяване на зоната на контакт между костна и мастна тъкан в костния мозък, която може да служи като модел за биомедицински изследвания и за тестване на лекарства при заболявания като левкемия.
Друг приоритет е възпроизвеждането на комбинации от мускулна и мастна тъкан, които имитират мастните жилки в истинското месо — важен елемент за текстурата и вкуса, който досега е труден за постигане при култивираното месо. „Благодарение на нашата технология за биоприниране можем да постигнем правилната консистенция на алтернативните меса, което създава възможност за пускането им на пазара“, отбелязва Мартинели.
Екипът работи с дрожди вместо с бактерии при разработването на култивирано месо, тъй като „потребителите трудно биха приели факта, че месото е произведено с помощта на бактерии“, посочва Мартинели.
Регулации и предизвикателства за навлизане в практиката
Въвеждането на ELM в медицината и хранително-вкусовата промишленост изправя предизвикателства пред съществуващите регулаторни рамки, тъй като тези материали съчетават живи клетки и често генетично модифицирани микроорганизми.
Екипът вече води диалог с регулаторни органи, включително Европейската агенция по лекарствата, и работи в сътрудничество с Европейския съвет по иновациите, за да проучи необходимите правила и одобрения.
„Трябва да изградим нов подход към тази технология“, отбелязва Мартинели.
Масимо Васали добавя, че въпросите на приложимост и мащабируемост са сред ключовите задачи: „Когато започнахме проекта, си задавахме два основни въпроса: осъществимо ли е това и има ли потенциал да се прилага в голям мащаб? Сега можем да кажем, че това е осъществимо.“
КОМЕНТАРИ (0)