Исследовательская группа под руководством профессора Бен Су Кима из Пусанского национального университета и профессора Дон-У Чо из Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH) представила первую в своем роде трехмерную модель стенозированных, то есть суженных, сосудов мозга. Результаты их новаторской работы открывают новые возможности для персонализированной медицины и доклинических испытаний.
Ключевой проблемой в изучении таких заболеваний, как атеросклероз и инсульт, долгое время было отсутствие адекватных лабораторных моделей, способных воспроизвести сложную гемодинамику и биологию человеческого мозга. Существующие методы часто оказывались слишком упрощенными и не позволяли наблюдать критически важные процессы воспаления эндотелия — внутренней оболочки сосудов, которая первой реагирует на нарушения кровотока.
Чтобы преодолеть это ограничение, ученые применили передовую технику встроенной коаксиальной биопечати. Это позволило им с высокой точностью создать перфузируемые сосудистые каналы, стенки которых были сознательно сужены для имитации патологического состояния.
Особое значение имеют разработанные командой уникальные биочернила. В их основе лежит гибридный материал, сочетающий децеллюляризированный внеклеточный матрикс, полученный из свиной аорты, коллаген и альгинат. Такой состав обеспечил напечатанным сосудам не только необходимую механическую прочность, но и полный комплекс биологических сигналов, важных для выживания и нормального функционирования человеческих эндотелиальных клеток.
Созданные структуры успешно засеяли клетками, выстилающими сосуды человека, включая специализированные клетки микрососудов головного мозга. Последующие эксперименты с моделированием кровотока подтвердили, что платформа достоверно воссоздает турбулентные и нарушенные паттерны потока, характерные для атеросклеротических бляшек. Комплексный анализ продемонстрировал, что эндотелий в напечатанных сосудах формирует полноценный и функциональный барьер, демонстрируя все необходимые белки. Наиболее важным открытием стала значительная активация провоспалительных маркеров в условиях нарушенного потока, что полностью соответствует естественному механизму развития заболевания.
Ранее российские ученые представили новый диагностический тест для выявления атеросклероза, который поможет оценить биологический возраст сосудов и ускорит диагностику.
