От клетки к органу: как сфероиды меняют медицину в НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ им. И. Канта

В научно-образовательном центре «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ им. И. Канта исследователи работают над технологиями, которые еще недавно казались чем-то из области фантастики. Здесь ученые выращивают сфероиды — миниатюрные трехмерные структуры из клеток, которые постепенно становятся ключевым инструментом в современной медицине.

В лаборатории биомедицинских приложений БФУ им. И. Канта сфероиды используют в двух стратегически важных направлениях:

• Биопечать тканей.

Сфероиды выступают в роли «биочернил» — своеобразных строительных точек, из которых формируют сложные живые ткани и даже зачатки органов. Это один из самых перспективных путей развития регенеративной медицины.

• Тестирование наночастиц.

Трехмерные клеточные структуры позволяют более точно оценивать эффективность наночастиц в противоопухолевой фототермической терапии, в частности, при лечении гепатоцеллюлярной карциномы. Такие исследования помогают совершенствовать подходы к терапии рака.

Создание сфероидов выглядит как ювелирная работа: клетки помещают в многоразовые формы из агарозного геля, затем переносят в планшеты для культивирования. Через несколько дней в питательной среде формируются плотные шарообразные структуры — маленькие модели будущих тканей.

Эта технология стала возможной благодаря повороту в науке еще в конце XX века. Ученые тогда поняли: двухмерные клеточные культуры слишком далеки от реальных условий организма и не позволяют корректно передавать сложные биохимические сигналы. Трехмерные структуры, напротив, создают среду, максимально приближенную к естественной.

Сфероиды — по сути крошечные трехмерные «сообщества» клеток — формируются за счет естественного слияния и плотной упаковки. Внутри них возникает сложная сеть связей между клетками и внеклеточным матриксом, что делает такие модели особенно ценными.

Сегодня сфероиды становятся незаменимыми в самых разных областях: от тестирования новых лекарств и разработки методов иммунотерапии до регенеративной медицины и создания персонализированных моделей заболеваний. Именно такие технологии постепенно переводят медицину из плоскости лабораторных исследований в пространство реальных клинических решений будущего.