1: A sejtekhez tapadó szintetikus molekulák felpezsdíthetik a regeneratív orvoslást
A UC San Francisco (UCSF) kutatói olyan molekulákat fejlesztettek ki, amelyek „sejtragasztóként” viselkednek, és lehetővé teszik számukra, hogy pontosan irányítsák, hogyan kapcsolódjanak egymáshoz a sejtek. A felfedezés jelentős lépést jelent a szövetek és szervek építése felé, ami a regeneratív orvoslás régóta keresett célja.
A ragasztó molekulák a természetben az egész testben megtalálhatók, és a több tízbillió sejtet rendkívül szervezett mintázatokban tartják össze. Szerkezeteket alkotnak, neuronális áramköröket hoznak létre, és az immunsejteket célpontjaikhoz irányítják. A tapadás megkönnyíti a sejtek közötti kommunikációt is, hogy a szervezet önszabályozó egészként működjön.
A Nature 2022. december 12-i számában megjelent új tanulmányban a kutatók olyan sejteket hoztak létre, amelyek testre szabott adhéziós molekulákat tartalmaztak, amelyek kiszámítható módon kötődtek meghatározott partnersejtekhez, hogy összetett, többsejtű együtteseket alkossanak.
„Képesek voltunk olyan módon megtervezni a sejteket, hogy szabályozni tudjuk, mely sejtekkel lépjenek kölcsönhatásba, és a kölcsönhatás jellegét is” – mondta a vezető szerző Wendell Lim, PhD, a sejt- és molekuláris farmakológia Byers Distinguished Professor of Cellular and Molecular Pharmacology és a UCSF Cell Design Institute igazgatója. „Ez megnyitja az utat az olyan újszerű struktúrák, mint a szövetek és szervek építése előtt.”
2: A sejtek közötti kapcsolatok regenerálása
A testi szövetek és szervek már a méhben elkezdenek kialakulni, és egészen a gyermekkorig fejlődnek. Felnőttkorra az ezeket a generációs folyamatokat irányító molekuláris utasítások közül sok eltűnik, és egyes szövetek, például az idegek, nem tudnak meggyógyulni sérülésből vagy betegségből.
Lim azt reméli, hogy ezt úgy tudja kiküszöbölni, hogy a felnőtt sejteket úgy alakítja, hogy új kapcsolatokat hozzanak létre. Ehhez azonban szükség van arra, hogy pontosan meg lehessen tervezni, hogyan lépnek egymással kölcsönhatásba a sejtek. „Egy szövet, például a bőr tulajdonságait nagyrészt az határozza meg, hogy a különböző sejtek hogyan szerveződnek benne” – mondta Adam Stevens, PhD, a Cell Design Institute Hartz Fellow-ja és a tanulmány első szerzője. „Olyan módszereket dolgozunk ki, amelyekkel a sejtek ezen szerveződését irányíthatjuk, ami központi szerepet játszik abban, hogy olyan szöveteket tudjunk szintetizálni, amelyek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amilyeneket szeretnénk.”
3: Egy adott szövetet nagyrészt az tesz megkülönböztethetővé, hogy a sejtjei milyen szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Egy szilárd szervben, például egy tüdőben vagy egy májban sok sejt elég szorosan kötődik egymáshoz. Az immunrendszerben azonban gyengébb kötések teszik lehetővé, hogy a sejtek átáramoljanak a vérereken, vagy a bőr- vagy szervszövetek szorosan kötött sejtjei között kússzanak, hogy elérjenek egy kórokozót vagy egy sebet. A sejtkötés ezen minőségének irányítására a kutatók két részből álló adhéziós molekulákat terveztek. A molekula egyik része receptorként működik a sejt külső oldalán, és meghatározza, hogy mely más sejtekkel lépjen kölcsönhatásba. Egy második, a sejt belsejében lévő rész pedig a kialakuló kötés erősségét hangolja. A két rész modulárisan keverhető és illeszthető egymáshoz, így a sejttípusok széles spektrumában különböző módon kötődő, testre szabott sejtek sorozata hozható létre.
4: A sejtek összeszerelésének alapjául szolgáló kód
Stevens szerint ezeknek a felfedezéseknek más alkalmazásai is vannak. A kutatók például olyan szöveteket tervezhetnek, amelyekkel betegségállapotokat modellezhetnek, hogy könnyebben tanulmányozhassák azokat emberi szövetekben. A sejtadhézió kulcsfontosságú fejlemény volt az állatok és más többsejtű szervezetek evolúciójában, és a testre szabott adhéziós molekulák mélyebb megértést nyújthatnak arról, hogyan kezdődött az út az egysejtűektől a többsejtű szervezetekig.
5: „Nagyon izgalmas, hogy most már sokkal többet értünk abból, hogyan kezdhette el az evolúció a testek felépítését” – mondta. „Munkánk egy rugalmas molekuláris adhéziós kódot tár fel, amely meghatározza, hogy mely sejtek milyen módon lépjenek kölcsönhatásba egymással. Most, hogy kezdjük megérteni, ezt a kódot hasznosítani tudjuk, hogy irányítsuk, hogyan álljanak össze a sejtek szövetekké és szervecskékké. Ezek az eszközök valóban átalakító hatásúak lehetnek.”
Cikk forrása és további részletek: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221212140159.htm
Képek forrása: Flickr (Illusztráció)
