Жёсткость матрицы — ключевой фактор в дифференцировке стволовых клеток

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего доказали, что для направления стволовых клеток в конкретный тип клеток критически важна жёсткость внеклеточного матрикса (гидрогеля), на котором их культивируют.

Ключевые выводы:

• Жёсткий материал направляет большинство стволовых клеток в костные.
• Мягкий материал направляет клетки в мягкие ткани, например, нейроны или жировые клетки.
• Белок, связывающий клетку с гидрогелем, не влияет на дифференцировку, вопреки ранним предположениям. Этот слой является лишь «клеем».

Исследование, опубликованное 10 августа в Nature Materials, подтверждает более ранние работы профессора Адама Энглера о связи жёсткости матрицы и дифференцировки.

Механизм процесса:

Дифференцировка — это ответ на механическую деформацию гидрогеля силой, которую прилагает клетка. Это происходит независимо от того, насколько плотно («туго» или «слабо») клетка привязана белком к матриксу или вообще не привязана.

Экспериментальное подтверждение:

В серии опытов с жёстким матриксом, где варьировалась степень привязки белка и размер пор, не было обнаружено разницы в скорости превращения стволовых клеток в костные. Размер пор также не влиял на дифференцировку, пока жёсткость оставалась постоянной.

Значение работы:

«Замечательно, что клетки принимают первые решения стать костными клетками, имея лишь этот один сигнал. Вот почему это важно для тканевой инженерии», — отметил Адам Энглер.

Исследование исключает пористость и привязку белка как значимые факторы в этом процессе, дополнительно подчёркивая первостепенную роль жёсткости, хотя и не отрицает важности других сигналов для окончательной специализации клеток.