Самособирающиеся материалы формируют мини-лабораторию для стволовых клеток

Исследователи из Института бионанотехнологий в медицине Северо-Западного университета создали гибкие и прочные капсулы, в которых можно выращивать человеческие стволовые клетки. Эти капсулы, полученные методом самосборки, могут использоваться в клеточной терапии, чтобы скрыть стволовые клетки от иммунной системы организма и биодеградировать в нужном месте, высвобождая клетки для выполнения их функции.

Ключевые детали открытия:

  • Материалы: Капсулы образуются при контакте двух водных растворов: одного — с пептидными амфифилами (PA) (синтетические молекулы), другого — с гиалуроновой кислотой (HA) (биополимер, встречающийся в организме).

  • Процесс: Самосборка происходит за счет супрамолекулярных взаимодействий, а не химических реакций с образованием ковалентных связей. При смешивании растворов мгновенно формируется твердая мембрана.

  • Свойства:

    • Человеческие стволовые клетки, заключенные внутрь капсул, оставались жизнеспособными в культуре до четырех недель и могли дифференцироваться.
    • Мембрана проницаема для белков, даже крупных (например, факторов роста).
    • Капсулы прочны (их можно сшивать с биологическими тканями) и способны к самовосстановлению (капля раствора PA заделывает повреждение).

  • Формы: Метод позволяет создавать как трехмерные капсулы (саксы), так и плоские мембраны любой формы (звезды, треугольники, шестиугольники), размер которых может быть макроскопическим.

Значение и потенциал:

Этот неожиданный механизм самосборки открывает возможности для:

  1. Регенеративной медицины и клеточной терапии: Создание «мини-лабораторий» для исследования стволовых клеток, их реакции на терапию и сигналы.
  2. Дизайна новых материалов: Архитектура мембраны с высокой степенью иерархического порядка (гибридные нановолокна, ориентированные перпендикулярно плоскости) может быть полезна в создании солнечных элементов или каталитических наноструктур.
  3. Фундаментальных исследований: Ожидается, что через мембрану смогут проходить гены, siRNA и антитела, что расширяет исследовательские возможности.

Исследование, возглавляемое профессором Сэмюэлем И. Стаппом, будет опубликовано 28 марта в журнале Science.