biotehnologie

Conform NaukaMail , specialiștii laboratorului Bioconnect au reușit pentru prima dată să cultive cartilaj uman în laborator folosind o sursă neașteptată: merele comune. Rezultatele au fost publicate în Journal of Biological Engineering și demonstrează o nouă abordare pentru repararea țesutului uman deteriorat.

Cum s-au transformat merele în țesut uman

Oamenii de știință au folosit tehnologia ingineriei tisulare, care creează structuri biologice în afara corpului. În cadrul experimentului, merele au fost decelularizate - propriile celule au fost îndepărtate, rămânând doar o schelă naturală. Acest „schelet” vegetal a fost apoi populat cu celule stem umane, care au început să formeze țesut cartilaginos în vase Petri.

Cercetătorii explică faptul că celulele singure nu se pot organiza în țesut complet funcțional fără sprijin. Structura plantei acționează ca o schelă, permițând celulelor să crească în trei dimensiuni și să formeze țesut funcțional. Autorii subliniază că acesta este primul caz din lume de restaurare a cartilajului folosind material pe bază de plante.

De ce plante?

Potrivit oamenilor de știință, găsirea țesutului donator rămâne o provocare medicală serioasă: transplanturile compatibile sunt rare, iar riscul de respingere imună este ridicat. Utilizarea propriilor celule ale pacientului ajută la evitarea acestor complicații, dar este necesară o schelă accesibilă pentru creșterea lor. Materialele pe bază de plante s-au dovedit a fi o soluție convenabilă. Sunt ieftine, disponibile pe scară largă, biocompatibile și ușor de modelat. Ideea a apărut după ce un studiu canadian a demonstrat compatibilitatea merelor decelularizate cu celulele mamiferelor, după care echipa franceză a decis să aplice metoda la creșterea cartilajului.

Posibilitățile medicinei viitorului

Tehnologia dezvoltată poate fi utilizată pentru restaurarea articulațiilor în cazul osteoartritei, reconstrucția cartilajului nazal sau al urechii după leziuni și efectuarea intervențiilor chirurgicale împotriva cancerului. Oamenii de știință subliniază că studiul este încă în stadii incipiente, iar studiile pe animale și oameni sunt încă în curs de desfășurare. Pe lângă intervențiile chirurgicale, țesuturile cultivate pot fi utilizate pentru a modela boli și a testa medicamente, reducând potențial experimentele pe animale. Cercetătorii observă, de asemenea, că diversitatea plantelor deschide noi posibilități

Conform datelor publicate în revista Nature Aging, cercetătorii de la IDIBELL au prezentat o strategie care ar putea schimba abordarea combaterii îmbătrânirii.

Ei au folosit un medicament numit Rhosin, care blochează proteina RhoA, pentru a „reîntineri” celulele stem hematopoietice.

Cum funcționează noul mecanism de întinerire

Oamenii de știință explică faptul că RhoA este hiperactivă în celulele măduvei osoase îmbătrânite. Reacționează la stresul mecanic asupra nucleului și declanșează un lanț de evenimente care afectează imunitatea și capacitatea sângelui de a se regenera. Tratarea celulelor cu Rhosin le-a restabilit funcțiile tinerești: diviziunea celulară a fost activată, celulele imune s-au format mai corect, iar grefarea țesuturilor a fost îmbunătățită după transplant.

Analiza învățării automate a relevat că Rhosina restructurează cromatina și reduce tensiunea membranei nucleare, un factor cheie în îmbătrânirea celulară.

De ce această descoperire ar putea fi o descoperire importantă

Autorii subliniază că, spre deosebire de tehnologiile anti-îmbătrânire convenționale care abordează doar efectele secundare, noua abordare vizează un mecanism fundamental - modificările celulelor stem hematopoietice. Dacă aceste descoperiri sunt confirmate în studiile clinice, „întinerirea” farmacologică a sângelui ar putea deveni o modalitate viabilă de a prelungi sănătatea și de a preveni bolile legate de vârstă.

Conform unei lucrări publicate în revista PLOS One, cercetătorii americani de la Colegiul Medical al Universității de Stat din Ohio au demonstrat că structurile de tip ciupercă pot înlocui memristorii metalici.

Oamenii de știință susțin că electronicele din ciuperci pot stoca date fără a consuma energie și la costuri reduse.

Cercetătorii observă că ciupercile posedă bioproprietăți unice. Aceștia susțin că memristorii organici pe bază de ciuperci champignon și shiitake ar putea deveni o alternativă ecologică la componentele tradiționale. Ciupercile nu necesită extragerea mineralelor rare și nu consumă energie în modul standby.

Echipa a cultivat și uscat ciupercile, apoi le-a conectat la circuite electronice. Probele au fost apoi supuse unor șocuri electrice la diferite frecvențe. După două luni, s-a descoperit că memristorul ciupercii își schimba stările cu o rată de până la 5.850 de semnale pe secundă. Precizia sa a ajuns la 90%, dar a scăzut la tensiuni mari.

Oamenii de știință sugerează că problema poate fi rezolvată prin creșterea numărului de ciuperci din circuit. Aceștia sunt încrezători că scalarea va îmbunătăți stabilitatea comutării. Potrivit lor, astfel de sisteme ar putea fi mai ieftine și mai curate decât componentele electronice tradiționale.

În viitor, echipa intenționează să creeze circuite hibride de tip ciupercă. Intenționează să dezvolte sisteme la scară largă pentru edge computing și soluții miniaturale pentru electronice portabile. Cercetătorii speră să obțină biodegradabilitate și caracteristici tehnice optime.