Nanotechnologickou platformu vyvinuli vědci King Abdullah University of Science & Technology (KAUST) v Saudské Arábii. Nanotechnologie pomáhají regenerativní medicíně. Navíc by mohla pomoci novým způsobům léčby degenerativních onemocnění kostí.
Tato technika se opírá o železné nanodrátky, které se ohýbají v reakci na magnetická pole. Kmenové buňky tvořící kosti pěstované na síti těchto drobných drátků dostávají na pohyblivém substrátu jakési fyzické cvičení. Následně rostou do dospělé kosti podstatně rychleji než v konvenčním kultivačním prostředí, s diferenciačním protokolem, který trvá pouze několik dní, spíše než několik týdnů.
Nanotechnologie pomáhají v medicíně
„To je pozoruhodné zjištění,“ říká Jasmeen Merzaban, docentka biologických věd. „Můžeme dosáhnout účinné tvorby kostních buněk v kratším čase,“ což potenciálně připravuje cestu pro účinnější regeneraci kostí. Merzaban vedl studii spolu se senzorovým vědcem Jürgenem Koselem a kolegy z jejich laboratoří.
Vědci analyzovali schopnost jejich nanovláknového lešení produkovat kosti, a to jak s magnetickými signály, tak bez nich. Vzorovali drobné drátky v rovnoměrně rozmístěné mřížce a pak na ně navrstvili lidské mezenchymální kmenové buňky (MSC) odvozené z kostní dřeně. Každý z malých drátků je velký asi jako ocasní přívěsek nalezený na některých bakteriích.
Vědci zjistili, že přidání nízkofrekvenčního magnetického pole značně urychlilo proces vývoje kostí. Během dvou dnů po inkubaci při mechanické stimulaci mohli detekovat genetické známky vývoje kostí. Zatímco geny spojené s kmenem a sebeobnovením se rychle staly neaktivními. Vědci mohli být také svědky toho, jak se buňky pod mikroskopem rychle přestavují, aby se staly více kostmi.
Testování technologie
Dále tým KAUST plánuje otestovat svůj systém na myších modelech degenerativního onemocnění kostí s očekáváním, že nanovláknové lešení osazené kmenovými buňkami lze bezpečně implantovat do míst poranění a podporovat opravu tkání. K urychlení procesu hojení by se použilo externě aplikované magnetické pole.
Autor studie Jose Efrain Perez, bývalý Ph.D. student v Koselově laboratoři také vidí potenciální aplikace v jiných onemocněních. Jak zdůrazňuje: „Změna tuhosti matrice zvýšením nebo snížením délky a průměru nanodrátu by mohla podpořit rozdílné reakce s MSC.“ Nebo by mohli použít jiné typy kmenových buněk, například k podpoře růstu neuronů a opravy mozku po mrtvici.
A co víc, dodává Perez: „Mohli bychom dále upravit samotné lešení nanodrátů nebo základní materiál. A to například použitím různých kovů k využití jejich magnetických reakcí nebo potažením nanodrátů biomolekulami pro potenciální dodání při buněčném kontaktu.“
Pro tak malou technologii jsou možnosti obrovské.
Zdroje: scitechdaily, Top Vozíky