Чтобы изучить внутреннюю работу органов, ученые обычно нарезают их и создают трёхмерные изображения из нескольких тонких кусочков ткани – этот процесс трудоёмкий и часто подвержен ошибкам. Новое исследование нашло способ заглянуть внутрь неповрежденных человеческих органов и рассмотреть их внутренние процессы в деталях. Впервые в истории ученые сделали человеческие органы полностью прозрачными.
Раннее подобную работу делали на органах мышей, но она не применялась на человеческих, так как они слишком жесткие. Дело в содержащихся в них нерастворимых молекулах, таких как коллаген.
Фото: phys.org
Команда исследователей из Мюнхенского центра им. Гельмгольца в Германии создали смесь химических веществ под названием CHAPS. Смесь сохраняет структуру тканей, но одновременно лишает их жиров, воды и пигментов, блокирующих прохождение света. Ученые применили этот метод к различным органам от умерших доноров – и им удалось сделать их полностью прозрачными.
Чтобы лучше рассмотреть органы, команда создала специальный лазерный сканирующий микроскоп, а затем использовала алгоритмы глубокого обучения, чтобы проанализировать сотни миллионов клеток в 3D. Новая технология получила официальное название SHANEL, или «Эффективная очистка и маркировка человеческих организмов, опосредованных малыми мицеллами». С её помощью учёные узнали точное расположение бета-клеток в поджелудочной железе (они помогают вырабатывать инсулин), детали сети кровеносных сосудов в почках и клеток глаза. Теперь они работают над более сложными органами, вроде сердца.
Фото: phys.org
В итоге исследователи планируют использовать полученные данные в качестве шаблонов для 3D-печати полностью функционирующих человеческих органов. Их можно будет использовать для трансплантации.
«Время ожидания и затраты на трансплантацию – это по-настоящему тяжело. Подробные знания о клеточной структуре человеческих органов приближает нас к искусственному созданию функциональных органов по требованию», – говорят учёные.