Человеческие органы невероятно сложны. Уже известно основное строение и функционирование тканей, но детальная расшифровка их структуры всегда была проблемой, так как отсутствовали технологии, делающие их видимыми вплоть до клеточного уровня.
Сделать органы прозрачными и создавать их сложные трехмерные изображения помогает процесс очистки тканей (Tissue Clearing), испытанный на мышах. Однако у взрослых людей ткани органов со временем становятся жесткими, поскольку в них накапливается нерастворимый коллаген.
Шань Чжао из мюнхенского Центра имени Гельмгольца и ее коллеги смогли сделать прозрачными неповрежденные человеческие органы. После серии экспериментов они обнаружили, что моющее средство CHAPS может создавать небольшие отверстия в жестких органах. Это делает их более проницаемыми для других растворов, которые затем проникают вглубь ткани, превращая ее в прозрачные структуры. Таким путем команде Чжао удалось среди прочего заглянуть в человеческий мозг и почку.
Исследователи разработали новый лазерный сканирующий микроскоп с очень большой емкостью и алгоритмом самообучения, способный снимать целые человеческие органы размером с почку и анализировать миллионы отображаемых клеток. Они назвали свой метод SHANEL (Эффективная очистка и маркировка человеческого органа, опосредованная малыми мицеллами).
«В ближайшем будущем SHANEL может стать ключевой технологией для картирования неповрежденных человеческих органов. Это позволило бы нам намного быстрее понять, как развиваются такие органы, как наш мозг, и как они функционируют в здоровом и больном состоянии », - объясняет коллега Чжао Али Эртюрк.
В результате этого появятся удивительные возможности для 3D-печати органов человека. В будущем их клеточные трехмерные карты могут служить шаблонами для искусственно созданных тканей. Команда уже работает над картированием наиболее важных человеческих органов, начиная с поджелудочной железы, сердца и почек.
«Существует огромная нехватка донорских органов для сотен тысяч людей, - подчеркивает Эртюрк. - Обладая детальным знанием клеточной структуры органов человека, мы значительно продвинемся к искусственному производству функциональных органов по требованию».
