Наноразмерные «заплатки» повышают чувствительность клеточных рецепторов
Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Дьюка создали наноразмерные «заплатки», которые делают целевые клеточные рецепторы более чувствительными к сигналам, контролирующим активность клетки. Это открытие перспективно для ускорения заживления и исследований в тканевой инженерии.
Клетки в живом организме могут общаться через физический контакт. Когда специфические рецепторы на поверхности клетки активируются, клетка получает инструкции изменить своё поведение — например, дифференцироваться в костную или хрящевую клетку.
Эти рецепторы реагируют на определённые лиганды (целевые молекулы), но только при достижении их определённой концентрации. Если лигандов недостаточно, рецептор не сработает.
Новые наноразмерные «заплатки» содержат встроенные пептиды — короткие белковые фрагменты. Эти пептиды связываются со специфическим клеточным рецептором, повышая его чувствительность к целевому лиганду. В результате для активации рецептора и запуска соответствующего изменения поведения клетки требуется меньше молекул лиганда.
Потенциал технологии
- Контроль заживления и тканевой инженерии: Можно создать заплатки, которые с одной стороны будут стимулировать рост хряща, а с другой — рост кости. Это ускорит заживление или позволит создавать биомедицинские имплантаты.
- Высокая точность: Технология обеспечивает точный контроль над поведением клеток и экспрессией генов. Контролируя, какие пептиды находятся на заплатке, можно влиять на активность клетки, а управляя её расположением — задавать, где эта активность будет происходить.
Как устроены «заплатки»
Основу заплатки составляет ДНК, запрограммированная на самосборку в гибкие двумерные листы. В эти листы встроены молекулы биотина и стрептавидина, которые удерживают и организуют пептиды, повышающие чувствительность рецепторов.
«Эти пептиды могут связываться с клеточными рецепторами и сенсибилизировать их, не блокируя взаимодействие между рецепторами и их целевыми лигандами. Именно это делает наш подход рабочим», — объясняет Ронни Педерсен, аспирант Университета Дьюка и ведущий автор статьи.