Ученые из Калифорнийского технологического института применили технологию просвечивания мягких тканей CLARITY для костей. В результате исследователям удалось сделать кости мыши прозрачными.
Методика может использоваться для клинических испытаний лекарств от остеопороза — хронического заболевания, при котором кости становятся хрупкими.
Как и кожа, в течение жизни кости человека непрерывно обновляются, а новые ткани формируются из стволовых клеток в костном мозге. Американские ученые разработали методику, которая позволяет увидеть стволовые клетки в их «среде обитания». Об этом пишет Science Daily.
Для этого исследователи усовершенствовали разработанную в 2013 году технологию CLARITY, которая позволяет сделать ткани мозга прозрачными. Для этого из ткани извлекаются липиды, а для поддержки структуры вводится прозрачный гидрогель. При работе с твердыми тканями методика была скорректирована.
В эксперименте были использованы бедренная и большеберцовая кость, а также кости позвоночного столба генетически модифицированной мыши. Ее стволовые клетки были окрашены в красный, поэтому их легко можно было увидеть при визуализации.
Greenbaum et al./Sci. Transl. Med. 2017
Ученые извлекли из костей мертвой мыши кальций — компонент, который делает кости непрозрачными. Затем в кости ввели гидрогель, который удерживает белки и нуклеиновые кислоты, сохраняя структуру тканей. На последнем этапе ученые ввели вымывающий раствор, который выводит липиды, делая кости просвечивающими.
Спустя 28 дней кости стали полностью прозрачными и приобрели желатиновую структуру. Флуоресцентные стволовые клетки при этом были отчетливо видны. Особенность методики заключается в выведении минералов без повреждения самих клеток. Также ученые использовали обычные химические вещества, которые доступны большинству медиков. Однако в диагностике эта методика пока использоваться не будет — для эффекта прозрачности кости нужно извлечь из организма и подвергать обработке в течение нескольких недель.
Методика получила название Bone CLARITY, а результаты исследования были опубликованы в журнале Science Translational Medicine. Ученые уже испытали эффект нового лекарства от остеопороза с помощью этой технологии. Разработанный компанией Amgen препарат повысил количество стволовых клеток в костях мышей. Ученые продолжат исследования, чтобы лучше понять, как состояние костей связано с состоянием всего организма.
Для восстановления поврежденных в результате остеопороза и других заболеваний костей разрабатываются различные методики. Ученые выращивают костный материал из стволовых клеток жировой ткани, печатают кости и хрящи с помощью биочернил, регенерируют кости с помощью полимеров и даже печатают полноценные коленные импланты.
