Forskere bruger nanoskala -patches til at sensitivere målrettede cellereceptorer

Forskere fra North Carolina State University og Duke University har udviklet nanoskala "patches", der kan bruges til at sensibilisere målrettede cellereceptorer, gør dem mere lydhøre over for signaler, der styrer celleaktivitet. Fundet giver løfte om at fremme helbredelse og lette vævsteknisk forskning.

Forskningen drager fordel af, at celler i en levende organisme kan kommunikere via fysisk kontakt. Specifikt, når målrettede receptorer på overfladen af ​​en celle udløses, cellen modtager instruktioner om at ændre sin adfærd på en eller anden måde. For eksempel, instruktionerne kan få en stamcelle til at differentiere sig til en knoglecelle eller en bruskcelle.

Disse receptorer reagerer på specifikke ligander, eller målmolekyler. Og disse ligander skal være til stede i visse koncentrationer for at udløse receptorerne. Hvis der ikke er nok målligander, receptorerne reagerer ikke.

Nu har forskere udviklet nanoskala -patches, der er indlejret i bittesmå proteinfragmenter kaldet peptider. Disse peptider binder til en specifik celleceptor, gør den mere følsom over for dens målligand - hvilket betyder, at det tager færre ligandmolekyler for at udløse receptoren og dens resulterende adfærdsmodifikation.

"Denne undersøgelse viser, at vores koncept kan fungere, og der er et væld af potentielle applikationer, "siger Dr. Thom LaBean, en lektor i materialevidenskab ved NC State og seniorforfatter af et papir, der beskriver værket. "For eksempel, hvis vi identificerer de relevante peptider, vi kunne skabe patches, der sensibiliserer celler til at fremme bruskvækst på den ene side af plasteret og knoglevækst på den anden side. Dette kan bruges til at fremskynde helbredelse eller til at muliggøre vævsteknik af biomedicinske implantater. "

"Det vigtige ved dette er, at det giver os mulighed for at være ekstremt præcise med hensyn til at kontrollere celleadfærd og genekspression, "siger Ronnie Pedersen, en ph.d. studerende ved Duke University og hovedforfatter af papiret. "Ved at kontrollere, hvilke peptider der er på plasteret, vi kan påvirke cellens aktivitet. Og ved at manipulere placeringen af ​​plasteret, vi kan kontrollere, hvor denne aktivitet finder sted. "

Selve plasteret er lavet af DNA, som forskere har programmeret til selv at samle til fleksible, todimensionale ark. Pladerne selv inkorporerer molekyler kaldet biotin og streptavidin, som tjener til at holde og organisere de peptider, der bruges til at sensibilisere cellereceptorer.

"Disse peptider kan binde med celleceptorer og sensitivisere dem, uden at blokere interaktionen mellem receptorerne og deres målligander, "Pedersen siger." Det er det, der får denne tilgang til at fungere. "