Самоорганизующиеся полимеры в культивировании стволовых клеток
01.04.2008
2441
0
24410
Самоорганизующиеся полимерные молекулы могут использоваться в качестве субстрата для успешного культивирования стволовых клеток, а также применяться в качестве специального «покрытия» для клеток при трансплантации, предохраняя трансплантированные клетки от реакции иммунной системы реципиента и повышая, таким образом, состоятельность трансплантата.
Исследователи из Института БиоНанотехнологий в Медицине при Северо-западном Университете (Northwestern University’s Institute for BioNanotechnology in Medicine) (США) продемонстрировали, что культуры стволовых клеток могут существовать внутри таких полимерных структур в течение многих недель. Результаты их работы опубликованы в марте 2008 года в журнале Science. Новый метод в будущем может успешно применяться в клеточной терапии и в разработке новых материалов для культивирования стволовых клеток. Исследование возглавил профессор биоинженерии Самуэль Л. Ступп (Samuel I. Stupp).
Несколько лет назад в лаборатории Ступпа были созданы короткие синтетические молекулы – амфифильные пептиды (в оригинале - peptide amphiphile (PA)). Предполагалось использовать эти молекулы в целях восстановительной (регенеративной) медицины. Начав проект, связанный с восстановлением после повреждений суставных хрящей, ученые обратили внимание на полимеры гиалуроновой кислоты (hyaluronic acid (HA)), которые в большом количестве присутствуют в соединительных тканях организма.
Соединив два типа молекул в растворе, исследователи с удивлением обнаружили, что полимеры образуют оформленные структуры – например, полупроницаемые мембраны. Такая мембрана при необходимости может быть достаточно плотной, чтобы стать основой трансплантата и быть пришитой к тканям реципиента.
Гиалуроновая кислота и амфифильные пептиды организуются в результате возникновения прочных нековалентных связей. Форма сополимера зависит от метода смешивания первичных компонентов. Для создания плоской мембраны достаточно добавить раствор гиалуроновой кислоты в неглубокую плоскую емкость, содержащую амфифильные пептиды в виде осадка на дне. При высушивании сополимер становится достаточно прочным и ригидным, как пластик.
Для создания мешковидной структуры исследователи использовали тот факт, что молекулы гиалуроновой кислоты более длинные и тяжелые, чем молекулы амфифильных пептидов. При постепенном вливании раствора гиалуроновой кислоты в раствор амфифильных пептидов, содержащийся в глубокой емкости, легкие молекулы всплывают, обволакивая более тяжелые и образуя с ними нековалентные связи. В результате получается мешковидная структура, снаружи которой находятся амфифильные пептиды, а внутри – полимер гиалуроновой кислоты.
В такую структуру можно поместить культуру стволовых клеток, которые сохраняют в ней жизнеспособность многие недели, так как мембрана проницаема для основных ростовых факторов и цитокинов. Также мембрана, окружающая клетки, не препятствует их направленной дифференцировке. При трансплантации мембрана со временем разрушается ферментами, представляя собой удобную биодеградируемую матрицу для трансплантации клеток.
По материалам:
Northwestern University
Исследователи из Института БиоНанотехнологий в Медицине при Северо-западном Университете (Northwestern University’s Institute for BioNanotechnology in Medicine) (США) продемонстрировали, что культуры стволовых клеток могут существовать внутри таких полимерных структур в течение многих недель. Результаты их работы опубликованы в марте 2008 года в журнале Science. Новый метод в будущем может успешно применяться в клеточной терапии и в разработке новых материалов для культивирования стволовых клеток. Исследование возглавил профессор биоинженерии Самуэль Л. Ступп (Samuel I. Stupp).
Несколько лет назад в лаборатории Ступпа были созданы короткие синтетические молекулы – амфифильные пептиды (в оригинале - peptide amphiphile (PA)). Предполагалось использовать эти молекулы в целях восстановительной (регенеративной) медицины. Начав проект, связанный с восстановлением после повреждений суставных хрящей, ученые обратили внимание на полимеры гиалуроновой кислоты (hyaluronic acid (HA)), которые в большом количестве присутствуют в соединительных тканях организма.
Соединив два типа молекул в растворе, исследователи с удивлением обнаружили, что полимеры образуют оформленные структуры – например, полупроницаемые мембраны. Такая мембрана при необходимости может быть достаточно плотной, чтобы стать основой трансплантата и быть пришитой к тканям реципиента.
Гиалуроновая кислота и амфифильные пептиды организуются в результате возникновения прочных нековалентных связей. Форма сополимера зависит от метода смешивания первичных компонентов. Для создания плоской мембраны достаточно добавить раствор гиалуроновой кислоты в неглубокую плоскую емкость, содержащую амфифильные пептиды в виде осадка на дне. При высушивании сополимер становится достаточно прочным и ригидным, как пластик.
Для создания мешковидной структуры исследователи использовали тот факт, что молекулы гиалуроновой кислоты более длинные и тяжелые, чем молекулы амфифильных пептидов. При постепенном вливании раствора гиалуроновой кислоты в раствор амфифильных пептидов, содержащийся в глубокой емкости, легкие молекулы всплывают, обволакивая более тяжелые и образуя с ними нековалентные связи. В результате получается мешковидная структура, снаружи которой находятся амфифильные пептиды, а внутри – полимер гиалуроновой кислоты.
В такую структуру можно поместить культуру стволовых клеток, которые сохраняют в ней жизнеспособность многие недели, так как мембрана проницаема для основных ростовых факторов и цитокинов. Также мембрана, окружающая клетки, не препятствует их направленной дифференцировке. При трансплантации мембрана со временем разрушается ферментами, представляя собой удобную биодеградируемую матрицу для трансплантации клеток.
По материалам:
Northwestern University
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
