Ученые штата Орегон прокладывают путь к более здоровому будущему для всех нас с помощью 3D-печати

Клетки Хейли Хелмс прилипли к стенке прозрачной пластиковой бутылки, словно тысячи невидимых ракушек.

«Если вы поместите их в одну из этих колб и дадите им нужные питательные вещества, клетки продолжат расти и распространятся по пластику», - объясняет она, начиная постукивать по бутылке ребром ладони.

Неглубокая розовая жидкость в бутылке колеблется от удара. Когда клетки отходят в сторону, жидкость становится слегка мутной. Хелмс переливает раствор в пробирку и центрифугирует его.

Осадок на дне этой пробирки содержит около 1 миллиона клеток рака простаты.

Брэндон Суонсон / ОПБ

Когда она выходит, жидкость снова становится прозрачной, а на дне пробирки появляется слабое белесое пятно.

«Так что это не так-то просто увидеть, но… там внизу есть небольшой комок», — говорит она. «В этой маленькой грануле около миллиона клеток».

Клетки являются крошечными строительными блоками жизни, и эти клетки играют ключевую роль в передовой работе исследователей Университета здравоохранения и науки штата Орегон в области медицинской науки, называемой биопроизводством – по сути, построенной с помощью биологии. Одной из долгосрочных целей биофабрикации является создание трансплантируемых человеческих органов.

В течение многих месяцев Хелмс разработал способ 3D-печати отдельных клеток. Это техника, которая может приблизить поле к этой цели.

Исследователь OHSU Хейли Хелмс готовит клетки рака простаты к печати.

Брэндон Суонсон / ОПБ

«Это похоже на то, как работает струйный принтер — у вас есть разные цвета. Я могу просто поместить разные типы клеток в каждый из каналов», — говорит она.

Принтер, который она использует в своей работе, коммерческий, но то, что она с ним делает — печатает по одной крошечной клетке за раз, чтобы понять, как они взаимодействуют друг с другом, — совершенно новое.

«Я печатаю все типы клеток. И цель состоит в том, чтобы взять все клетки, составляющие ткань, и соединить их в правильном порядке», — говорит она.

Техника настолько новая, что когда представители печатной компании посетили портлендскую лабораторию, где работает Хелмс, они были поражены.

«Даже когда я сказала компании, что это то, что я делаю, они сказали мне, что это невозможно. И я сказала: «Пожалуйста, посмотрите», — сказала она.

Вместо печати чернилами ученые OHSU придумали, как печатать отдельные клетки. В этом картридже, загружаемом в принтер, находится около миллиона клеток рака простаты.

Брэндон Суонсон / ОПБ

В этот день в ее картридж принтера загружены клетки рака простаты.

Хелмс хватает контроллер видеоигры и использует его для перемещения головки принтера.

«Двигайтесь вверх и вниз, влево, вправо, а затем сообщайте клеткам, когда им нужно прийти», — говорит она, не отрывая глаз от экрана компьютера, на котором показано сильно увеличенное изображение печатной поверхности. «Потому что, когда размер того, что вы печатаете, составляет доли миллиметра, его трудно найти позже».

Она нажимает кнопку, и внезапно на сером фоне ее экрана появляется белая точка.

Исследователь Орегонского университета здоровья и науки Хейли Хелмс использует контроллер видеоигры, чтобы управлять головкой 3D-принтера и точно печатать отдельные клетки на этом изображении, собранном из фильма «Вся наука. Никакой фантастики». видеозаписи октября 2023 года.

Брэндон Суонсон / ОПБ

«Эта маленькая точка — одна отдельная клетка», — говорит она.

Она смещается на несколько микрон влево и помещает еще одну — теперь уже две клетки рака простаты, расположенные с невероятной точностью.

«Все дразнят меня, что я на самом деле не работаю. Я просто сижу здесь и целый день играю в видеоигры», — говорит она.

Но ставки здесь намного выше, чем в обычной видеоигре.

«Дело не только в генетических мутациях внутри рака, которые вызвали его [образование]. Дело также в том, как устроены клетки. Если один тип клеток находится рядом с другим типом клеток, это действительно может указывать на то, будет ли у вас рак. лучший или худший прогноз», — говорит Хелмс.