logo

Пользовательского поиска

Friday 21st of September 2018

Регенерацию тканей ускорят модифицированные полимерные гидрогели

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
29.07.2013 20:41

 

3-D организация и ветвление человеческих эндотелиальных клеток в сосудистые сети в карбоксилированных агарозных гелях. Эндотелиальные клетки организуются в прямостоящие люмены более 100 мкм в длину. Механические аспекты окружающей клетку среды влияют на функции клеток. Физико-химические свойства гидрогелей, полученных из полисахаридов (агарозы, κ-каррагенана), имеющих α-спиральный остов, могут быть адаптированы путем индукции переключения во вторичной структуре от α-спирали к β-листу путем карбоксилирования. Мягко карбоксилированная агароза представляет собой уникальную среду для поляризации эндотелиальных клеток, чего, в частности, не происходит в фибриновых и коллагеновых гелях. Тот факт, что биоматериал может служить инструктивным матриксом, является стимулом к обращению к механобиологической парадигме в регенеративной терапии.

3-D организация и ветвление человеческих эндотелиальных клеток в сосудистые сети в карбоксилированных агарозных гелях. Эндотелиальные клетки организуются в прямостоящие люмены более 100 мкм в длину. Механические аспекты окружающей клетку среды влияют на функции клеток. Физико-химические свойства гидрогелей, полученных из полисахаридов (агарозы, κ-каррагенана), имеющих α-спиральный остов, могут быть адаптированы путем индукции переключения во вторичной структуре от α-спирали к β-листу путем карбоксилирования. Мягко карбоксилированная агароза представляет собой уникальную среду для поляризации эндотелиальных клеток, чего, в частности, не происходит в фибриновых и коллагеновых гелях. Тот факт, что биоматериал может служить инструктивным матриксом, является стимулом к обращению к механобиологической парадигме в регенеративной терапии. (Фото: © Aurelien Forget, Prasad Shastri)

 

Ученые из Университета Фрайбурга разработали гидрогель, «настраиваемый» на регенерацию различных тканей

 

Новые гидрогели из агарозы, полимера из молекул сахаров, получаемых из морских водорослей, имитируют многие аспекты среды, окружающей клетки человека в организме, и могут служить тем каркасом, который помогает организации клеток в ткани.


Новый вид геля, способствующий правильной тканевой организации человеческих клеток, разработан профессором Прасадом Шастри (Prasad Shastri) из Института макромолекулярной химии (Institut für Makromolekulare Chemie) и Центра изучения биологического сигналинга (BIOSS Centre for Biological Signalling Studies) Фрайбургского университета Альберта-Людвига (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) и аспирантами BIOSS Орельеном Форгетом (Aurelien Forget) и Йоном Кристенсеном (Jon Christensen) в сотрудничестве с доктором Штеффеном Людеке (Steffen Ludeke) из Института фармацевтических наук (Institut für Pharmazeutische Wissenschaften).

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, профессор Шастри и его коллеги описывают, как, благодаря разработанному ими гидрогелю, из отдельных клеток удалось получить кровеносные сосуды. В медицине эти гели могут помочь ускорить регенерацию различных тканей и повысить эффективность лечения, в частности, поврежденных сердечных и мышечных структур.

Организация клеток в ткани зависит от окружающей клетки среды, в состав которой входят макромолекулы, такие как коллаген и полимеры из молекул сахаров. Механические сигналы, опосредованные внеклеточным матриксом, играют важнейшую роль в выживании клеток и их интеграции в скоординированные клеточные ансамбли и, следовательно, необходимы для регенерации поврежденных тканей. Гели могут стать каркасом, но должны при этом имитировать свойства матрикса, в частности, его физические характеристики, например, жесткость. Физические свойства матрикса варьируют в зависимости от ткани.

Профессор доктор Прасад Шастри (Prasad Shastri)

 

Профессор доктор Прасад Шастри (Prasad Shastri). (Фото: © BIOSS)

 

 

 

Путем присоединения карбоксильных групп к сахарному скелету профессор Шастри с коллегами модифицировал агарозные гели таким образом, что их физические свойства приблизились к свойствам естественной внеклеточной среды. Гидрогели образуются при сшивке растворимых в воде полимерных цепочек. Основным компонентом агарозного геля является цепочка молекул сахара, которая обычно образует спиральную структуру (α-спираль). Но при карбоксилировании сахарных цепочек спиральные структуры трансформируются в лентообразные конструкции (β-листы). Используя этот прием, можно «подстроить» жесткость геля к любой ткани организма.

С помощью своего гидрогеля исследователям удалось таким образом воздействовать на отдельные эндотелиальные клетки, образующие кровеносные сосуды в организме, что из них сформировалась сосудистая ткань. Под воздействием правильного коктейля из сигнальных молекул, известных из эмбриональной биологии, эндотелиальные клетки сформировали близкие к кровеносным сосудам структуры длиной несколько сотен микрометров.

«Это удивительно, что в наших гелях организация эндотелиальных клеток может происходить без поддерживающих клеток», - комментирует Шастри. Долгое время считалось, что сосудистым структурам необходимы поддерживающие клетки, являющиеся каркасом для эндотелиальных. Кроме того, по-видимому, чтобы клетки могли развиться в кровеносные сосуды in vitro – как и в эмбрионе – должна измениться их структура.

«Мы были удивлены, что эндотелиальные клетки претерпели эту так называемую апикально-базальную поляризацию», - добавляет профессор Шастри.

Способность индуцировать эту поляризацию в клетках в трехмерных культурах в среде из синтетического полимера является уникальной особенностью нового геля, не свойственной, в частности, фибриновым и коллагеновым гелям.

 

 

По материалам

Ein heilendes Polymerband

 

Оригинальная статья:

A. Forget, J. Christensen, S. Ludeke, E. Kohler, S. Tobias, M. Matloubi, R. Thomann, V. P. Shastri. Polysaccharide hydrogels with tunable stiffness and provasculogenic properties via α-helix to β-sheet switch in secondary structure

 

© «Регенерацию тканей ускорят модифицированные полимерные гидрогели». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Вести из лабораторий.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday321
mod_vvisit_counterYesterday2264
mod_vvisit_counterThis week9768
mod_vvisit_counterLast week6312
mod_vvisit_counterThis month23407
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4113813

We have: 92 guests, 10 bots online
Your IP: 54.92.190.11
 , 
Today: Сен 21, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.