Naukowcy z PAN zbudowali mikroreaktor do hodowli hepatocytów

Komórki wątrobowe są bardzo wrażliwe, dlatego trudno je hodować poza organizmem. Naukowcy z Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej (IBIB) im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk w Warszawie pokazują jednak, że dzięki odpowiedniej konstrukcji mikroreaktora taka hodowla jest możliwa. Zaprezentowany demonstrator można potencjalnie wykorzystać do prób budowy biosztucznej wątroby.

We współczesnych laboratoriach ludzkie i zwierzęce komórki najczęściej rosną i mnożą się w standardowych naczyniach hodowlanych, w warunkach znacznie różniących się od panujących w żywym organizmie. Fakt ten utrudnia - a niekiedy nawet uniemożliwia - właściwy rozwój wielu rodzajów komórek.

W IBIB PAN w Warszawie właśnie zaprezentowano demonstrator mikroreaktora przepływowego do hodowli hepatocytów. Komórki te, występujące w wątrobie, są uważane za szczególnie wybredne pod względem warunków hodowli.

Zaprezentowane bioreaktory mikroprzepływowe to niewielkie, mieszczące się w dłoni płytki z przezroczystego polimeru. Każdy bioreaktor powstaje poprzez sklejenie dwóch cieńszych płytek, przy czym przed połączeniem badacze w jednej z nich wykonują układ mikrokanalików i prostopadłościennych, płaskich komór hodowlanych. Po połączeniu płytek, do komór hodowlanych bioreaktora wprowadza się komórki. Przepływająca przez układ pożywka w sposób ciągły dostarcza komórkom substancje odżywcze oraz odprowadza metabolity.

Komórki wątrobowe mają wysokie zapotrzebowanie na tlen. Zapewnienie im dostatecznej ilości tego pierwiastka w całej przestrzeni komory hodowlanej bioreaktora okazało się trudne. - Ze względu na stosunkowo niską rozpuszczalność tlenu w pożywce, w hodowlach komórek aktywnych metabolicznie przy małych prędkościach przepływu może dochodzić do powstawania gradientu stężenia tlenu w komorze hodowlanej - tłumaczy dr Barbara Wawro (IBIB PAN). Komórki bliższe wlotowi kanału z pożywką mają wtedy tlenu pod dostatkiem, podczas gdy znajdujące się dalej pozostają niedotlenione.

- Poblem wielu przypadkach można rozwiązać po prostu zwiększając prędkość przepływu pożywki przez komorę hodowlaną. Niestety, większa prędkość przepływu oznacza wzrost naprężeń ścinających, a komórki wątrobowe są na nie bardzo wrażliwe. Dlatego my musieliśmy szukać innych rozwiązań - wyjaśnia dr Wawro.

Badacze wykorzystali własności polimeru, z którego budowano mikroreaktor. Polidimetylosiloksan (PDMS) charakteryzuje się jedną z największych przepuszczalności dla gazów. W nowym bioreaktorze komórki rosną na membranie z PDMS grubości 150 mikrometrów. Jest ona dostatecznie wytrzymała, by umożliwiać normalną eksploatację urządzenia, a jednocześnie tak cienka, że tlen z otoczenia może przenikać do wnętrza komory hodowlanej. Niewielka wysokość komory - zaledwie 100 mikrometrów - gwarantuje swobodną dyfuzję gazu w całej objętości bioreaktora i zapewnia znajdującym się w nim hepatocytom równomierny dostęp do tlenu.

Dodatkową zaletą tak skonstruowanego mikroreaktora jest możliwość prowadzenia podczas hodowli ciągłej obserwacji mikroskopowej mnożących się komórek.

Budowa mikroreaktora do hodowli komórek wątrobowych była jednym z zadań dobiegającego końca projektu MNS-DIAG (Mikro- i NanoSystemy w Chemii i Diagnostyce Biomedycznej), finansowanego z europejskiego Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

CZYTAJ TAKŻE

comments powered by Disqus

BĄDŹ NA BIEŻĄCO Z MEDYCYNĄ!

Newsletter

Najważniejsze informacje portalu rynekzdrowia.pl prosto na Twój e-mail

Rynekzdrowia.pl: polub nas na Facebooku

Rynekzdrowia.pl: dołącz do nas na Google+

Obserwuj Rynek Zdrowia na Twitterze

RSS - wiadomości na czytnikach i w aplikacjach mobilnych

POLECAMY W PORTALACH