Управление ориентацией клеток с помощью микропаттернированной поверхности материала

Клетки можно контролируемо ориентировать на микропаттернированной поверхности с использованием тонкой методики работы с материалами, а ориентацию можно полуколичественно описать с помощью статистических параметров. К такому выводу пришла группа ДИН из Фуданьского университета в Шанхае, Китай. Исследование опубликовано в выпуске 18, том 54 (сентябрь 2009) журнала Chinese Science Bulletin в рамках специального выпуска о биомедицинских материалах.

Взаимодействие клеток с материалом — важнейшая фундаментальная тема в естествознании, но оно слишком сложно для изучения без специальных методов. Микропаттернирование, в частности фотолитография, широко применяемая в микроэлектронной промышленности, недавно стала использоваться материаловедами и биологами для создания поверхности с контрастом адгезии клеток. Данное исследование подтверждает, что клетки хорошо ориентируются вдоль микропаттерна с адгезивными для клеток полосами на резистентном к адгезии фоне.

«Хотя ориентация клеток на микропаттерне — не первое подобное наблюдение, наша работа отличается использованием гидрогеля PEG в качестве фона вместо монослоя из самоорганизующихся молекул PEG. Это обеспечивает долговременное сохранение контраста адгезии клеток, что гарантирует более удобные и убедительные наблюдения», — отметил автор-корреспондент Цзянь-дун ДИН, директор Ключевой лаборатории молекулярной инженерии полимеров Министерства образования Китая и профессор факультета макромолекулярных наук Фуданьского университета. «В этой статье также предложены пять статистических параметров, описывающих ориентацию клеток с разных сторон».

Авторы с помощью техники фотолитографического переноса создали стабильные золотые (Au) микропаттерны на поверхности гидрогеля PEG с заданными свойствами: резистентность к адгезии клеток (гидрогель PEG) и адгезивность (золотые микрополосы). На поверхностях с микрополосами Au культивировали фибробласты 3T3 для наблюдения за адгезией и ориентацией клеток. Были определены и использованы пять статистических параметров для описания ориентации клеток на микропаттернах.

С увеличением расстояния между полосами постепенно возрастали параметр ориентационного порядка, отношение длинной и короткой осей клетки и доля площади клеток, занимающая полосы, тогда как площадь распространения отдельной клетки уменьшалась. Резкие изменения этих четырёх параметров происходили при разных межполосных расстояниях. Отношение площади адгезии клетки на полосах Au к общей площади её распространения не изменялось монотонно в зависимости от расстояния между полосами. Комбинация пяти статистических параметров хорошо описывала поведение клеток при ориентации полуколичественно.

Подробнее: Jianguo Sun, Jian Tang, Jiandong Ding. Cell orientation on a stripe-micropatterned surface. Chn. Sci. Bull. 2009; 54(18): 3154-3159. www.wjgnet.com/1007-9327/13/4873.asp

Источник: Science in China Press