Как и кости, которые удерживают ваше тело, ваши клетки имеют свои собственные леса, которые их удерживают. Эти строительные леса, известные как внеклеточная матрица или ECM, не только поддерживают клетки, но также обеспечивают сайты связывания или «липкие пятна», к которым могут связываться клетки, так же как кости удерживают мышцы на месте.
Новое исследование, проведенное исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Шеффилда в Соединенном Королевстве, показало, что эти липкие пятна распределены случайным образом по всему внеклеточному матриксу в организме, что является важным открытием с последствиями для исследователей, пытающихся выяснить, как выращивают стволовые клетки в лаборатории способами, которые наиболее точно имитируют биологию. Это потому, что ученые из синтетических материалов, которые в настоящее время используют для имитации ECM в лаборатории, не имеют случайных распределенных липких пятен, но вместо этого являются более равномерными липкими.
Исследование было опубликовано Адамом Энглером, профессором биоинженерии в инженерной школе UC San Diego Jacobs Engineering, и Джузеппе Батталья, профессором синтетической биологии в Университете Шеффилда в Журнале Американского химического общества (JACS). Затем группа подражала этой случайной липкости в биоматериале пены, изготовленном из полимеров.
Батталья и Энглер объяснили, что пена использует два полимера, один из которых липкий, а другой нет, который отделен друг от друга в растворе. «Это похоже на то, что происходит, когда вы делаете бальзамический винегрет, и весь уксус случайно распределяется в крошечных пузырьках по всему маслу», – сказал Энглер. «Мы встряхнули эти два полимера, чтобы сформировать случайно распределенные наноскопические пятна липкого материала среди нелипкого материала».
При соответствующем соотношении липкого и нелипкого полимера они обнаружили, что можно настроить размер и распределение адгезионных областей пены: менее липкий полимер в пене сделал его клеевые пятна меньшими и более рассеянными, как и при естественном ECM.
Удивительным для команды было то, что они позволили стволовым клеткам прилипать к пенам, они обнаружили, что для стволовых клеток необходимо соблюдать случайную липкость и однородную липкость. Они также обнаружили, что это, вероятно, необходимо для развития стволовых клеток в зрелые клетки ткани. Как объясняет Батталья, «в этом смысле стволовые клетки похожи на Златовки: эшафот не должен быть слишком липким или не липким, он должен быть прав, чтобы максимизировать адгезию, а затем, чтобы вызвать стволовые клетки, чтобы созреть в тканевые клетки».
Данные, опубликованные Battaglia, Engler, и ведущие авторы Priyalakshmi Viswanathan из Университета Шеффилда и Калифорнийского университета Сан-Диего Bioengineering Ph.D. студент Somyot Chirasatitsin должен помочь лучше информировать исследователей о том, как сделать их биоматериалы подходящими липкими для стволовых клеток, чтобы «чувствовать» их путь вокруг.
Эта работа была поддержана грантами Национального института здоровья США (DP02OD006460), Научной программой по наукам о человеческих границах и Исследовательским советом по исследованиям в области инженерных наук и физических наук в Соединенном Королевстве.”