Укрепление межклеточных связей для создания новых тканей
Ключевым фактором в тканевой инженерии для создания эффективных физических барьеров является сила межклеточной адгезии.
В исследовании, опубликованном в октябре в журнале Biomaterials Science, ученые из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) показали, что культивирование эпителиальных клеток на поверхности биоматериала с использованием полиротаксана может усиливать клеточную адгезию и способствовать регенерации поврежденных тканей.
Полиротаксаны — это супрамолекулярные полимеры, напоминающие на молекулярном уровне бусы на нити. Они обладают молекулярной подвижностью: кольцевые молекулы могут скользить или вращаться вдоль осевой молекулы. Эта подвижность влияет на межклеточную адгезию через ключевой белок — yes-ассоциированный белок (YAP).
«Мы знали, что адгезия тесно связана с субклеточной локализацией YAP, — говорит один из ведущих авторов Рё Миками. — Например, увеличение цитоплазматической локализации YAP способствует организации плотных контактов (tight junctions) между клетками. Мы предположили, что подвижность поверхности полиротаксана может влиять на YAP и тем самым усиливать адгезию».
Исследователи использовали клетки мышиного легкого в качестве модели эпителиальных клеток. Их культивировали на поверхностях полиротаксана с разной подвижностью и изучали пролиферацию и морфологию. Методом флуоресцентного окрашивания визуализировали локализацию YAP в цитоплазме или ядре.
Результаты показали:
- Поверхности с высокой подвижностью приводили к цитоплазматической локализации YAP.
- Поверхности с низкой подвижностью индуцировали ядерную локализацию YAP.
Это свидетельствует о том, что высокая подвижность полиротаксана вызывает цитоплазматическую локализацию YAP, что ведет к более сильной межклеточной адгезии за счет увеличения количества плотных контактов.
«В будущем биоматериалы на основе полиротаксана с настроенной молекулярной подвижностью станут многообещающими имплантируемыми материалами для усиления барьерной функции эпителия и подавления воспаления», — говорит старший автор работы Нобухико Юи.
Потенциальное применение — в клинической стоматологии, где повреждение плотных контактов из-за бактериальных инфекций приводит к пародонтиту. Биоматериалы, усиливающие адгезию, могут не только поддерживать реконструкцию тканей, но и способствовать заживлению, восстанавливая физический барьер для микроорганизмов.