_ Vâscozitatea materialelor cheie pentru celulă diferențiere: noi perspective ar putea îmbunătăți proiectarea biomaterialelor

Un studiu condus de IBEC a dezvăluit modul în care celulele stem mezenchimale răspund la vâscozitatea mediului lor, un aspect cheie în procesul lor de diferențiere.

Cercetarea condusă de Manuel Salmeron, profesor de cercetare ICREA la Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC) și profesor de Inginerie Biomedicală la Universitatea din Glasgow, ne-a îmbunătățit înțelegerea modului în care celulele stem mezenchimale (MSC) simt vâscozitatea mediului lor, un factor cheie în diferențierea lor în diferite tipuri de țesuturi.

Descoperirile, publicate în Nature Communications, oferă perspective fundamentale care ar putea îmbunătăți proiectarea biomaterialelor pentru aplicații de medicină regenerativă.

CSM au capacitatea de a se dezvolta în diferite tipuri de celule - cum ar fi celulele osoase, cartilajelor sau musculare - și soarta lor poate depinde de proprietățile fizice ale mediului în care se găsesc. Până acum, multe cercetări s-au concentrat pe „rigiditatea” materialelor, fără a lua în considerare „vâscozitatea”.

„De obicei modelăm țesuturile ca și cum ar fi arcuri: trebuie să menținem o forță constantă pentru a le menține. deformat, atunci când eliberăm arcul, acesta revine la forma inițială Dar, în realitate, țesuturile sunt viscoelastice, ceea ce înseamnă că atunci când li se aplică o forță, ele se deformează și nu trebuie să menținem această forță constantă. deformarea deoarece structura lor internă se reorganizează singură”, explică Salmeron, cercetător principal al grupului IBEC Micromedii pentru medicină și ultimul autor al studiului.

Pentru a analiza în profunzime modul în care proprietățile vâscoase afectează comportamentul celule, echipa a ignorat, prin urmare, rigiditatea și a lucrat exclusiv cu vâscozitatea. Mai exact, au dezvoltat un model experimental cu membrane lipidice care imită vâscozitatea țesuturilor naturale, permițându-le să studieze modul în care interacțiunea dintre proteinele de adeziune (integrine) și proteinele de conectare celulară (cadherine) modulează interacțiunea MSC-urilor cu mediul lor.

Rezultatele arată că în prezența altor celule, aderența MSC-urilor la substrat scade, modificându-le comportamentul și promovând diferențierea lor în țesuturi mai moi, cum ar fi cartilajul. Atât vâscozitatea matricei extracelulare, cât și interacțiunile celulă-celulă au un impact semnificativ asupra modului în care celulele stem își percep mediul înconjurător, un factor care trebuie luat în considerare la proiectarea biomaterialelor.

În colaborare cu echipa lui Pere Roca-Cusachs, profesor la Universitatea din Barcelona (UB) și cercetător principal al grupului de Mecanobiologie celulară și moleculară de la IBEC, cercetătorii și-au adaptat modelul anterior pentru a include atât vâscozitatea, cât și interacțiunile celulă-celulă prin cadherine. Acest model inovator le permite să simuleze mai realist comportamentul țesuturilor vâscoelastice din corpul uman.

Studiul este principalul rezultat al doctoratului Eva Barcelona. teză și reprezintă un pas înainte în dezvoltarea materialelor care pot ghida regenerarea țesuturilor cu o mai mare precizie, punând bazele unei medicini regenerative mai eficiente și personalizate.

(Fluierul)