Ученые из Центра исследований динамики биологических систем Riken в Японии при помощи новой методики смогли поддерживать ткани мертвого мозга мыши живыми и функционирующими на протяжении почти месяца. Результаты опубликованы в журнале Analytical Sciences.

Раньше было сложно поддерживать ткань — или, например, органы, предназначенные для трансплантации — живой более чем несколько дней: проблема в том, что, с одной стороны, ткани быстро высохнут и погибнут, если не будут храниться в богатой питательными веществами влажной среде, с другой — чрезмерное помещение ткани в жидкость, утопление в ней, может привести к повреждению, нарушив газообмен.

Во время эксперимента ученые использовали специальное микрофлюидное устройство, которое помогло увлажнить и предотвратить высыхание тканей, эксплантированных из мозга мыши, но при этом поддерживать увлажнение на оптимальном уровне.

Микроустройство с эксплантированной тканью супрахиазматического ядра

Суть в том, что устройство содержало полупроницаемый канал, покрытый искусственной мембраной, и стенки, изготовленные из полидиметилсилоксана (PDMS) — химического вещества, часто используемого в качестве антипенного агента в безрецептурных препаратах. Это означает, что ткани не нужно оставаться постоянно погруженной в жидкость: она могла получать питательные вещества из влажной среды, поскольку та циркулировала в полупроницаемом канале и проходила через искусственную мембрану, не нарушая газообмен.

«Контролировать поток среды было сложно, потому что микроканал, который образовался между стенками PDMS и пористой мембраной, был необычным, — объяснил ведущий автор работы Нобутоши Ота (Nobutoshi Ota). — Тем не менее мы добились успеха после проб и модификаций пористой мембраны и регулировки скоростей потока на входе/выходе».

Когда поток был налажен, исследователи проверили устройство на тканях из мертвого мышиного мозга, ответственных за регулирование циркадного ритма — супрахиазматического ядра.

Грызуны, использованные в эксперименте, были генетически модифицированы таким образом, что активность их циркадного ритма была связана с выработкой флуоресцентного белка, который позволял ученым отслеживать жизнеспособность ткани через количество производимой биолюминесценции.

Как показали результаты исследования, ткани могут оставаться живыми в течение более чем 25 дней, поддерживая циркадную активность. На 25-й день они сохранили приблизительно 97 процентов первоначальной активности, отметили ученые. При этом контрольный образец потерял активность через 10 дней.

«Этот метод можно использовать не только для эксплантации тканей животных, — рассказал Ота. — Кроме того, это улучшит исследования в области органогенеза».

Теперь команда ученых из Riken нацелена на долгосрочные эксперименты, в которых они собираются пронаблюдать за образованием кровеносных сосудов и движением клеток во время развития органоидов.