Styrer cellulær funktion på nanooverflader

EU-finansierede forskere anvendte nanoteknologi til at skabe og kontrollere biologiske grænseflader med naturlige og nye syntetiske funktioner. Det ultimative mål er styringen af ​​cellefunktionen til brug i stamcelle-relaterede terapier.

Cellulære funktioner i levende organismer er ekstremt komplekse og meget afhængige af pH og koncentrationer, molekylære interaktioner, og mange andre parametre.

Evnen til at kontrollere og overvåge cellulære funktioner på nanomønstrede substrater giver mange vanskeligheder og, på samme tid, mange spændende muligheder.

Europæiske forskere igangsatte projektet 'Nanoscale overfladesignaler til at styre cellulære biosystemer' (Nanocues) for at skabe en teknisk platform, der skal bruges i design og fremstilling af nano-baserede bioteknologiske systemer.

Det ambitiøse projekt omfattede alle niveauer af systemudvikling inklusive materialer, nano-strukturering, kemiske processer, og biomolekylære interaktioner. Det ultimative mål var at kontrollere cellulær funktion på syntetiske substrater.

For at realisere en så kompleks teknisk platform, videnskabsmænd krævede nanofremstillingsmetoder for at producere nanomønstrede ikke-begroningsoverflader med funktionelle biomolekyler.

Til denne ende, omfattende forskning blev udført i overfladefunktionalisering, herunder studiet af selvsamlede monolag og overflademorfologikontrol. Indviklet forståelse af overfladekræfter i objekter i nanostørrelse var også kritisk i betragtning af det meget høje forhold mellem overfladeareal og volumen af ​​miniaturiserede objekter.

Karakterisering af grænseflader mellem syntetiske materialer og levende celler, mellem molekyler på substrater, og mellem celler ved biologiske grænseflader krævede nye værktøjer, der endnu ikke skulle udvikles.

På trods af forhindringer, Nanocues-projektet brugte ingeniørarbejde i nanoskala til at skabe funktionelle biologiske grænseflader med naturlige og nye kunstige funktionelle egenskaber.

Det ultimative mål er at anvende denne teknologi på stamceller, udifferentierede celler, der teoretisk er i stand til at danne alle andre celler, således styre cellulær funktion i terapeutisk gavnlige retninger.