Naukowcy z University of California w San Francisco opracowali syntetyczne cząsteczki, które działają jak komórkowy klej i pozwalają wpływać na sposób, w jaki komórki łączą się ze sobą. To odkrycie może zrewolucjonizować branżę medycyny regeneracyjnej i pozwoli choćby na projektowanie tkanek do modelowania stanów chorobowych, ułatwiając badanie ich w tkance ludzkiej. Wszystko to było możliwe dzięki cząsteczkom adhezyjnym, które występują naturalnie w całym ciele, umożliwiając przyleganie komórek do siebie lub do macierzy międzykomórkowej, a także komunikację międzykomórkową, dzięki której organizm może sam się regulować.

Naukowcom z UCSF udało się stworzyć komórki zawierające dopasowane cząsteczki adhezyjne, które wiążą się z określonymi komórkami partnerskimi w przewidywalny sposób, tworząc złożone zespoły wielokomórkowe.

Byliśmy w stanie zaprojektować komórki w taki sposób, który pozwala nam kontrolować nie tylko to, z którymi komórkami wchodzą w interakcje, ale i naturę tej interakcji. To otwiera drzwi do budowania nowych struktur, takich jak tkanki i narządy – skomentował badania, których wyniki ukazały się właśnie w czasopiśmie 'Nature’ starszy autor prof. Wendell Lim, dyrektor Cell Design Institute UCSF.

Formowanie tkanek i narządów rozpoczyna się w macicy i trwa przez całe dzieciństwo. W wieku dorosłym zanika natomiast wiele instrukcji molekularnych kierujących tym procesem, dlatego też niektóre tkanki nie są w stanie leczyć urazów czy chorób. Profesor Lim liczy na to, że konstruując dorosłe komórki tak, by tworzyły nowe połączenia, uda się przezwyciężyć ten problem – jednak tu oczywiście potrzebna jest całkowita precyzja.

Właściwości tkanki, na przykład skóry, zależą w dużej mierze od tego, jak zorganizowane są w niej różne komórki. Opracowujemy sposoby kontrolowania tej organizacji komórek, która ma kluczowe znaczenie dla możliwości syntezy tkanek o pożądanych przez nas właściwościach – mówi jeden z autorów badań, dr Adam Stevens z Cell Design Institute.

Właściwości zależą natomiast między innymi od tego, jak mocno są połączone ze sobą komórki, dlatego też zaprojektowane przez naukowców cząsteczki adhezyjne są dwuczęściowe.

Zewnętrzna warstwa określa, z jakimi komórkami będzie oddziaływać, a wewnętrzna odpowiada za siłę wiązania. Teraz rozumiemy znacznie lepiej to, w jaki sposób ewolucja mogła zacząć budować ciała. Nasza praca ujawnia elastyczny kod adhezji molekularnej, który określa, które komórki będą oddziaływać i w jaki sposób. Teraz gdy zaczynamy to rozumieć, możemy wykorzystać ten kod do kierowania tym, jak komórki łączą się w tkanki i narządy – mówi dr Stevens.

Zdjęcie główne: Apex 360/Unsplash
Tekst: NS