3D-печать биологических тканей: от регенеративной медицины до тестирования лекарств

Первый 3D-принтер появился в начале 1980-х годов. Спустя всего 10 лет, к концу 1990-х, 3D-печать начала применяться в здравоохранении. За этим последовало появление нового направления – «3D-биопечати».

Процесс включает три этапа. На подготовительном этапе проводят  проектирование цифровых 3D-моделей и преобразование их в серию 2D-слоев заданной толщины. Эти модели полностью соответствуют анатомии органа/ткани. На данном этапе также проходит выбор материала (биочернил). Следующий шаг – этап печати. Наконец, на третьем этапе происходит созревание изготовленной конструкции в процессе биореакции и последующая оценка ее структурных и функциональных характеристик.

Помимо печати органов 3D-биопечать используется в создании носителей для доставки терапевтических лекарств, моделирования механизмов развития заболеваний.

Профилактика клеточного старения с помощью нового метода доставки активных соединений

Процесс старения характерен для всех клеток, в том числе стволовых. Это является важной проблемой при поддержании жизнедеятельности клеточных культур. В частности, старение мезенхимальных стволовых клеток сопровождается их повреждением и нарушением способности продуцировать белки и экстрацеллюлярные везикулы, применяемых в разработке новых терапевтических соединений.

Для контроля клеточного старения используются антиоксиданты. Возможность поддерживать постоянную концентрацию поступающих в культуру клеток антиоксидантов зависит от метода доставки.

Ученые предложили новый метод доставки активных соединений – в форме жидких кристаллов, стабилизированных полимерами.  Отличие метода состоит в том, что кристаллы формируются в межклеточном пространстве и практически однородны по размерам, форме и динамике высвобождения из них лекарственного средства.

Оптимизация новой технологии редактирования генома с помощью искусственного интеллекта

Ученые разработали альтернативу известной технологии редактирования генома CRISPR. Вместо таргетного воздействия на ДНК с помощью фермента Cas9, метод CRISPR-Cas13 позволяет редактировать РНК посредством связывания Cas13 с РНК.

Технология может применяться для блокировки экспрессии генов или отбора молекул, а также разработки средств противовирусной терапии (РНК является основным генетическим субстратом у многих вирусов, включая  SARS-CoV-2 и вирус гриппа).