Как 3D печатът позволява на учените да отглеждат нови човешки косми
Изследователи от Колумбийския университет са намерили начин да използват технология за 3D печат, за да симулират кожата на човешкия скалп и по този начин да позволят да растат нови човешки косми. След това те могат да трансплантират новата коса на скалпа на хора, които изпитват косопад.
Голям брой хора по света изпитват косопад под една или друга форма, или поради естествени причини, или като страничен ефект от медицинската терапия. В много от тези случаи - особено при лица с естествен косопад - процесът не е обратим.
Проучванията показват, че косопадът може да има значителен ефект върху имиджа и качеството на живот както на жените, така и на мъжете, тъй като повечето култури отдават голямо значение на естествената коса.
Въпреки това, възможностите за лечение на хора с косопад могат да бъдат пропуснати и някои хора може да се нуждаят от по-целенасочени интервенции, като трансплантация на коса.
Тази процедура включва трансплантация на космени фоликули от една част на тялото на човек в друга. Нови и по-устойчиви възможности за възстановяване на косата обаче може би вече са на хоризонта.
Някои неотдавнашни изследвания се фокусират върху използването на стволови клетки за отглеждане на нова, естествена човешка коса, но експериментите разчитат на използването на миша кожа като „място за засаждане“ на тези клетки.
Сега за първи път екип от изследователи от Медицинския център на Колумбийския университет в Ню Йорк, Ню Йорк, разработи метод за отглеждане на нова човешка коса. Вместо да разчитат на кожата, те използваха методи за 3D печат.
Изследователите обясняват, че техният успешен експеримент е първи в повече от един начин. Учените са успели да отглеждат косми от плъхове и мишки независимо в лабораторията, но са имали проблеми да постигнат същото с човешки косми.
„Клетките от плъхове и мишки порастват красиви косми. Но поради причини, които не разбираме напълно, човешките клетки са устойчиви “, казва съавторът д-р Анджела Кристиано.
Засаждане на „семето“ на нова коса
Кристиано и екипът се чудеха дали ще успеят да стимулират растежа на нова коса в лабораторията, като създадат среда, подобна на тази, която човешките космени клетки заемат естествено.
Първият им опит включва създаването на малки клетъчни сфери и суспендирането им в капки течност. След това те имплантираха тези сфери в мишки, за да видят дали косата ще расте. Изследователите не са доволни от този подход, защото въпреки че някои от имплантираните клетки образуват нова коса, други не успяват да се развият.
След това екипът реши да експериментира с техники за 3D печат, за да види дали могат да създадат микросреда, която имитира по-отблизо естествената среда на човешките космени фоликули. Разследващите отчитат своя процес, както и резултатите си, в изследване, което се появява в Nature Communications.
Кристиано и колегите му в крайна сметка създадоха пластмасови форми с изпъкнали удължители с ширина половин милиметър.
„Предишните техники за производство не са били в състояние да създадат толкова тънки проекции, така че тази работа беше значително улеснена от иновациите в технологията за 3D печат“, обяснява първият автор Hasan Erbil Abaci.
След това изследователите успяха да накарат човешката кожа да расте около плесента. Те поставиха клетките на космения фоликул, които бяха събрали от доброволци, добавяйки клетки, произвеждащи кератин отгоре. И накрая, те стимулираха растежа чрез добавяне на различни фактори за растеж.
Този анализ беше успешен - за не повече от 3 седмици клетките генерираха човешки космени фоликули, които успяха да започнат да растат.
Изследователите отбелязват, че този процес все още е далеч от съвършенството. Въпреки това той има потенциала да създаде устойчив източник на естествена коса за трансплантации и да осигури коса на всеки човек, който може да се нуждае от нея.
„Това [ще разшири] възможността за възстановяване на косата за всички пациенти - включително 30-те милиона жени в САЩ, които изпитват изтъняване на косата и млади мъже, чиито линии на косата все още намаляват. Операцията по възстановяване на косата вече няма да бъде ограничена от броя на донорските косми “, казва Кристиано.
Изследователите посочват, че отглеждането на човешка коса по този начин, в лабораторни условия, също може да бъде полезно във фармацевтичните изследвания, като дава на изследователите по-голяма свобода да търсят или тестват нови лекарства за растеж на косата.
„Това, което показахме, е, че можем по същество да създадем ферма за коса: мрежа от косми, които са правилно моделирани и проектирани, за да могат да бъдат трансплантирани обратно в скалпа на същия пациент.“
Д-р Анджела Кристиано
Докато повечето от изследователите, участвали в това проучване, не обявиха конкуриращи се интереси, Анджела Кристиано и Колин Джагода уточниха, че са основатели на Rapunzel Bioscience, биотехнологична компания, която инвестира в регенеративни терапии за косата и кожата.
