Flydende krystaller viser løfte om at kontrollere embryonale stamceller

Et team af forskere ved University of California, Berkeley, har udviklet en ny måde at kontrollere differentieringen af ​​embryonale stamceller ved hjælp af flydende krystaller. Dette fremskridt kan føre til nye behandlinger for en række sygdomme og skader.

Embryonale stamceller er pluripotente, hvilket betyder, at de har potentialet til at udvikle sig til enhver type celle i kroppen. Dette gør dem til et værdifuldt værktøj til regenerativ medicin, men det gør dem også svære at kontrollere. Forskere har søgt efter måder at lede stamceller til at differentiere til specifikke celletyper uden at bruge skadelige kemikalier eller genteknologi.

Flydende krystaller er en type materiale, der har egenskaber af både væsker og krystaller. De består af lange, stavformede molekyler, der er justeret i et regulært mønster. Når et elektrisk felt påføres en flydende krystal, reorienterer molekylerne sig selv, hvilket ændrer materialets optiske egenskaber.

Forskerne ved Berkeley udnyttede denne egenskab til at skabe en enhed, der kunne styre orienteringen af ​​flydende krystaller i en kultur af embryonale stamceller. Ved omhyggeligt at manipulere det elektriske felt var de i stand til at lede stamcellerne til at differentiere sig til specifikke celletyper, såsom neuroner og hjerteceller.

Denne nye teknik er et lovende skridt fremad inden for regenerativ medicin. Det kan føre til nye behandlinger for en række sygdomme og skader, såsom rygmarvsskader, hjertesygdomme og diabetes.

Sådan fungerer det

Enheden med flydende krystaller består af et tyndt lag flydende krystaller, der er klemt mellem to glasplader. Glaspladerne er belagt med en transparent elektrode, som gør det muligt at påføre et elektrisk felt på de flydende krystaller.

Når et elektrisk felt påføres, reorienterer de flydende krystalmolekyler sig selv, hvilket ændrer materialets optiske egenskaber. Forskerne bruger denne ændring i optiske egenskaber til at skabe et mønster af lyse og mørke striber på overfladen af ​​enheden.

Stamcellerne placeres på overfladen af ​​enheden og udsættes for lysmønsteret. Lysmønsteret får stamcellerne til at differentiere sig til specifikke celletyper. Forskerne kan kontrollere, hvilken type celle stamcellerne differentierer til ved omhyggeligt at manipulere det elektriske felt.

Applikationer

Enheden med flydende krystal kan have en række anvendelser inden for regenerativ medicin. Det kan for eksempel bruges til at:

* Behandl rygmarvsskader ved at lede stamceller til at differentiere til neuroner.

* Reparer hjerteskader ved at lede stamceller til at differentiere til hjerteceller.

* Behandl diabetes ved at lede stamceller til at differentiere til insulinproducerende celler.

Forskerne arbejder i øjeblikket på at forbedre effektiviteten af ​​enheden og gøre den mere egnet til klinisk brug. De mener, at enheden kan være et værdifuldt værktøj til regenerativ medicin i fremtiden.