Ученые напечатали на 3D-принтере крошечного слона внутри клетки

Ученые впервые напечатали 3D-объекты прямо внутри живых клеток – среди них были миниатюрный слон длиной всего 10 микрометров и крошечные "штрихкоды", предназначенные для отслеживания отдельных клеток.

Ученые из Словении применили метод, известный как двухфотонная полимеризация. В его основе – использование жидкой смолы, называемой фоторезистом, которая затвердевает при одновременном поглощении двух фотонов лазерного излучения. Лазерный луч при этом сфокусирован настолько точно, что процесс затвердевания происходит только в ограниченной точке пространства. Это позволяет создавать сверхточные микроструктуры, перемещая фокус лазера внутри объема. Чтобы напечатать объекты прямо внутри клетки, команда исследователей ввела в клетки фоторезист, а затем с помощью 3D-принтера создала нужные структуры. После этого неиспользованный фоторезист был удален.

Ранее ученые внедряли микроскопические объекты в клетки через фагоцитоз – процесс, при котором клетка поглощает внешние частицы. Однако он работает только с определенными типами клеток. Новый метод 3D-печати позволяет создавать структуры внутри гораздо более широкого спектра клеток. Однако прокалывание клеточной оболочки и введение внутрь жидкости – серьезное вмешательство, которое может привести к гибели клетки, особенно учитывая, что многие фоторезисты токсичны. Чтобы увеличить шансы на выживание, команда проанализировала доступные фоторезисты и выбрала тот, который оказался наименее вредным для клеток.

После процедуры 3D-печати часть клеток продолжала нормально функционировать, не проявляя признаков стресса. Некоторые даже успешно делились, передавая своей "дочери" напечатанную структуру – своеобразную клеточную семейную реликвию.

Помимо создания штрихкодоподобных узоров, исследователи также напечатали микролазер – еще один способ маркировки клеток. Этот микролазер представляет собой крошечную сферу, которая при освещении улавливает и усиливает свет, испуская лазерное излучение. Даже небольшие изменения в размере таких сфер могут повлиять на характеристики испускаемого света, позволяя каждой клетке иметь уникальную световую подпись.