Как сделать медузу из крысиного сердца и силикона

Работая над проектом искусственного сердца, исследователи из Гарварда создали медузоида — конструкцию из силикона и клеток сердца крысы, которая выглядит и плавает, как настоящая медуза.

Биоинженеры из Гарвардского университета (США) сделали из силикона и мышечных клеток крысы почти настоящую медузу. Искусственное создание, названное медузоидом, похоже на цветок с восемью лепестками-лопастями; при пропускании через него электрического заряда медузоид сокращается и движется подобно настоящей медузе. По словам Кита Паркера, под чьим руководством была выполнена работа, морфологически и функционально это медуза, но с крысиным геномом.

Разумеется, это не было самоцелью — команда г-на Паркера уже давно работает над созданием искусственной сердечной ткани, и искусственная медуза родилась как раз в рамках этого проекта. Идея использовать медузу как модель сердечного сокращения родилась из наблюдений за ушастой аурелией (Aurelia aurita), куполообразной медузой, которую можно встретить в Чёрном и Средиземном морях. Двигается она, схлопывая тело-купол с помощью слоя мышечных клеток; выбрасываемый поток воды толкает медузу вперёд.

Чтобы воспроизвести в общих чертах строение медузы, исследователи выращивали сердечные клетки крысы на слое полидиметилсилоксана, который направлял и организовывал рост клеток. Когда получившуюся конструкцию помещали в электрическое поле, мышечные клетки сокращались, а эластичная силиконовая подложка растягивала мышечный слой обратно. Помещённый в воду между двумя электродами медузоид двигался, как настоящая медуза — не только внешне, но и по гидродинамическим характеристикам потока воды, который он возбуждал. Но, разумеется, настоящей медузой его называть нельзя: самостоятельно питаться, не говоря уже о том, чтобы размножаться, медузоид не может.

Результаты работы исследователи опубликовали в журнале Nature Biotechnology.

До сих пор, по их словам, учёные обращали внимание почти исключительно на гены: как и какие гены ввести в клетку, чтобы та приобрела нужные свойства. Но можно ли пойти дальше клеточного уровня, чтобы создавать готовые органы? Для этого приходится рассматривать морфологию и функции гораздо более сложного клеточного образования. Хотя медузоид весьма далёк от сердца, то, как он сокращается, в общих чертах напоминают работу сердечной мышцы. Возможно, именно такие конструкции произведут революцию в регенеративной медицине, став переходным звеном между выращиванием тканей и готовых органов.