Nauji Šiaurės Karolinos valstijos universiteto (JAV) tyrimai rodo atkuriamą būdą, kaip tirti ląstelių ryšį tarp skirtingų augalų ląstelių tipų „biologiškai spausdinant“ šias ląsteles naudojant 3D spausdintuvą. portalas News.ncsu.edu.
Tyrimas, kaip augalų ląstelės sąveikauja tarpusavyje ir su aplinka, yra labai svarbus norint geriau suprasti augalų ląstelių funkciją ir gali padėti sukurti geresnes pasėlių veisles.
Tyrėjai atspausdino ląsteles iš pavyzdinio augalo Arabidopsis thaliana ir sojų pupeles, kad ne tik ištirtų, ar augalų ląstelės išgyvens biospausdinimą ir kiek ilgai, bet ir supras, kaip jos įgyja ir keičia savo tapatybę ir funkciją.
Augalų ląstelių 3D biospausdinimo procesas yra mechaniškai panašus į spausdinimo rašalo ar plastiko naudojimą, su keliais būtinais pakeitimais.
Vietoj 3D spausdinimo rašalo mokslininkai naudoja „bioink“ arba gyvas augalų ląsteles. Abiejų procesų mechanika yra tokia pati, o augalų ląstelėse yra keletas pastebimų skirtumų: ultravioletinių spindulių filtras, naudojamas sterilumui palaikyti, ir kelios spausdinimo galvutės, skirtos skirtingoms biomedžiagoms spausdinti vienu metu.
Gyvos augalų ląstelės be ląstelių sienelių arba protoplastai buvo biospausdintos kartu su maistinėmis medžiagomis, augimo hormonais ir tirštikliu, vadinamu agaroze, jūros dumblių pagrindu pagamintu junginiu. Agarozė padeda užtikrinti ląstelių stiprumą.
Tyrimas parodė, kad daugiau nei pusė 3D bioprintuotų ląstelių buvo gyvybingos ir laikui bėgant suskirstytos į mažas kolonijas.
Tyrėjai taip pat bioprintavo atskiras ląsteles, kad patikrintų, ar jos gali atsinaujinti, dalytis ir daugintis. Rezultatai parodė, kad šaknų ir ūglių ląstelės Arabidopsis norint užtikrinti optimalų gyvybingumą, reikia skirtingų maistinių medžiagų derinių.
Tuo tarpu daugiau nei 40% atskirų sojų pupelių embrioninių ląstelių liko gyvybingos praėjus dviem savaitėms po biospausdinimo ir laikui bėgant pasidalijo, kad susidarytų mikroląstelės.
3D biospausdinimas gali būti naudingas tiriant pasėlių augalų ląstelių regeneraciją.
Šaknų ląstelės Arabidopsis ir sojų pupelių embrioninės ląstelės yra žinomos dėl savo didelio proliferacijos greičio ir fiksuoto identifikavimo nebuvimo. Kitaip tariant, kaip ir gyvūnų ar žmogaus kamieninės ląstelės, šios ląstelės gali tapti skirtingų tipų ląstelėmis.
Bioprintuotos ląstelės gali įgyti kamieninių ląstelių tapatumą; jie dalijasi, auga ir išreiškia specifinius genus.
Šis tyrimas parodo galingą 3D biospausdinimo potencialą siekiant nustatyti optimalius junginius, reikalingus augalų ląstelių gyvybingumui palaikyti ir palaikyti ryšį kontroliuojamoje aplinkoje.
Tyrimas paskelbtas žurnale Mokslas Avansu.