Un nou studiu de la Universitatea din Carolina de Nord (SUA) demonstrează o modalitate reproductibilă de a studia comunicarea celulară între diferite tipuri de celule vegetale prin „bioprinting” acestor celule folosind o imprimantă 3D. Portalul News.ncsu.edu.
Studierea modului în care celulele plantelor interacționează între ele și cu mediul lor este cheia pentru o mai bună înțelegere a funcțiilor celulelor vegetale și poate duce la soiuri de culturi mai bune.
Cercetătorii imprimă modele de celule vegetale Arabidopsis thaliana și soia, nu numai pentru a studia dacă celulele vegetale supraviețuiesc bioprintingului - și pentru cât timp - ci și pentru a înțelege cum își dobândesc și își schimbă identitatea și funcția.
Procesul de bioprintare 3D pentru celulele vegetale este similar din punct de vedere mecanic cu utilizarea cernelii de imprimare sau a plasticului, cu câteva modificări necesare.
În loc de cerneală de imprimare 3D, oamenii de știință folosesc „bio-cerneală” sau celule vegetale vii. Mecanica în ambele procese este aceeași, cu excepția câtorva diferențe notabile pentru celulele vegetale: un filtru ultraviolet folosit pentru a menține sterilitatea și mai multe capete de imprimare pentru a imprima simultan din diferite biomateriale.
Celulele vegetale vii fără pereți celulari sau protoplaste au fost bioimprimate împreună cu nutrienți, hormoni de creștere și un agent de îngroșare numit agaroză, un compus pe bază de alge marine. Agaroza ajută la asigurarea rezistenței celulare.
Studiul a arătat că mai mult de jumătate din celulele bioimprimate 3D au fost viabile și s-au împărțit în timp pentru a forma colonii mici.
Cercetătorii au biotipărit celule individuale pentru a vedea dacă se pot regenera sau diviza și multiplica. Rezultatele au arătat că celulele rădăcinilor și lăstarilor Arabidopsis au nevoie de diferite combinații de nutrienți pentru o vitalitate optimă.
Între timp, mai mult de 40% din celulele embrionare individuale de soia au rămas viabile la două săptămâni după bioprintare și, de asemenea, s-au împărțit în timp pentru a forma microcelule.
Bioprintarea 3D poate fi utilă pentru studierea regenerării celulare la plantele cultivate.
Celulele radiculare Arabidopsis iar celulele embrionare de soia sunt cunoscute pentru ratele ridicate de proliferare și lipsa unor identificări fixe. Cu alte cuvinte, ca și celulele stem animale sau umane, aceste celule pot deveni diferite tipuri de celule.
Celulele bioimprimate pot prelua identitatea celulelor stem; ele divid, cresc și exprimă gene specifice.
Acest studiu demonstrează potențialul puternic al utilizării bioimprimarii 3D pentru a identifica compușii optimi necesari pentru a menține viabilitatea și comunicarea celulelor vegetale într-un mediu controlat.
Cercetare publicată în jurnal Avansuri de știință.