Біологи виміряли в'язкість зростаючих ембріонів

Американські вчені розробили метод, що дозволяє вивчати механічні властивості тканин, що розвиваються. Метод, заснований на впровадженні в тканину магнітних мікрокапель, описаний в журналі.

Механічні та просторові властивості безпосереднього оточення клітин у ембріоні відіграють ключову роль у долі цих клітин при розвитку ембріональних тканин і органів. Це підтверджують експерименти зі стовбуровим клітинами, в яких вони диференціюються в різні типи клітин залежно від механічних властивостей субстрату, на якому їх вирощують. Наприклад, за словами провідного автори нового дослідження, якщо помістити ембріональні стовбурові клітини на желеподібний субстрат, за механічними властивостями аналогічний тканини мозку, то вони диференціюються в нейрони. Якщо ж їх помістити на більш твердий субстрат, що нагадує ембріональну кістку, вони перетворюються на клітини кісткової тканини. До цих пір, однак, не існувало методу, який би дозволяв і оцінювати механічні властивості ембріональних тканин і органів, що розвиваються.

Метод, розроблений авторами, заснований на використанні ферромагнітних мікрокапель, які впроваджують у простір між клітинами в ембріоні, що розвивається. При впливі магнітного поля краплі деформуються, штовхаючи навколишні клітини. Контролюючи положення крапель і силу магнітного поля, можна керувати впливом, який краплі чинять на клітини. При цьому за опором, який клітини надають магнітним краплям, що рухаються в тканині, можна визначати механічні та просторові властивості тканини.

Новий метод дослідники випробували на ембріонах рибок даніо-реріо (), які не тільки дуже швидко ростуть, але і є майже прозорими. Впровадивши магнітні краплі в різні ділянки зростаючого ембріона, дослідники показали, що механічні властивості тканини змінюються вздовж осі тіла. На задньому, зростаючому кінці ембріона, тканини більш «рідкі», схожі за консистенцією на густий мед. Чим далі від зростаючого кінця знаходиться тканина, тим більше вона в'язка і менш рідка.

Новий метод дозволить не тільки краще зрозуміти механізми, що визначають розвиток тканин і органів у зростаючому ембріоні, але і допоможе вивчати розвиток пухлин. Також він може стати в нагоді для вирощування стовбурових клітин і маніпуляцій з ними.

Нещодавно вченим вдалося занурити стовбурові клітини в латентний стан, зануривши їх у гідрогель, що імітує глікопротеїн муцин - тобто змінивши механічні властивості оточення клітин. Також дослідники навчилися керувати розвитком ембріональних стовбурових клітин за допомогою імпульсів світла.