Nova studija sa Univerziteta Sjeverne Karoline (SAD) demonstrira reproducibilan način proučavanja ćelijske komunikacije između različitih tipova biljnih ćelija "bioprintingom" ovih ćelija pomoću 3D štampača. News.ncsu.edu portal.
Proučavanje načina na koji biljne stanice međusobno djeluju i sa svojom okolinom ključno je za bolje razumijevanje funkcija biljnih stanica i može dovesti do boljih sorti usjeva.
Istraživači štampaju model biljnih ćelija Arabidopsis thaliana i soju, ne samo da proučavaju da li biljne ćelije preživljavaju bioštampanje – i koliko dugo – već i da razumeju kako one stiču i menjaju svoj identitet i funkciju.
Proces 3D bioprinta za biljne ćelije mehanički je sličan korištenju tiskarske boje ili plastike, uz nekoliko potrebnih modifikacija.
Umjesto mastila za 3D štampanje, naučnici koriste "bio-mastilo" ili žive biljne ćelije. Mehanika u oba procesa je ista, osim nekoliko značajnih razlika za biljne ćelije: ultraljubičasti filter koji se koristi za održavanje sterilnosti i više glava za štampanje za istovremeno štampanje iz različitih biomaterijala.
Žive biljne ćelije bez ćelijskih zidova ili protoplasta, bioštampane su zajedno sa nutrijentima, hormonima rasta i sredstvom za zgušnjavanje zvanom agaroza, jedinjenje na bazi morskih algi. Agaroza pomaže u obezbjeđivanju snage ćelija.
Studija je pokazala da je više od polovine 3D bioštampanih ćelija bilo održivo i podijeljeno tokom vremena u male kolonije.
Istraživači su također bioprintali pojedinačne ćelije kako bi vidjeli mogu li se regenerirati ili podijeliti i razmnožavati. Rezultati su pokazali da ćelije korena i izdanka Arabidopsis potrebne su različite kombinacije hranjivih tvari za optimalnu vitalnost.
U međuvremenu, više od 40% pojedinačnih embrionalnih ćelija soje ostalo je održivo dvije sedmice nakon bioštampanja i također se podijelilo tokom vremena kako bi se formirale mikroćelije.
3D bioprint može biti koristan za proučavanje ćelijske regeneracije u kultiviranim biljkama.
Korijenske ćelije Arabidopsis i embrionalne ćelije soje poznate su po visokim stopama proliferacije i nedostatku fiksnih identifikacija. Drugim riječima, poput životinjskih ili ljudskih matičnih stanica, ove stanice mogu postati različite vrste stanica.
Bioprintane ćelije mogu preuzeti identitet matičnih ćelija; oni dijele, rastu i izražavaju specifične gene.
Ova studija pokazuje snažan potencijal upotrebe 3D bioprintinga za identifikaciju optimalnih spojeva potrebnih za održavanje vitalnosti i komunikacije biljnih stanica u kontroliranom okruženju.
Istraživanje objavljeno u časopisu Nauka napredak.