Управление клеточными функциями на наноповерхностях
Исследователи, финансируемые ЕС, применили наноинженерию для создания и контроля биологических интерфейсов с естественными и новыми синтетическими функциями. Конечная цель — управление функциями клеток для использования в терапии, связанной со стволовыми клетками.
Клеточные функции в живых организмах чрезвычайно сложны и сильно зависят от pH, концентраций, молекулярных взаимодействий и многих других параметров.
Возможность контролировать и отслеживать клеточные функции на наноструктурированных подложках представляет множество трудностей и одновременно открывает захватывающие перспективы.
Европейские исследователи инициировали проект «Nanoscale surface cues to steer cellular biosystems» (Nanocues), чтобы создать техническую платформу для проектирования и изготовления нанобиотехнологических систем.
Амбициозный проект охватывал все уровни разработки системы: материалы, наноструктурирование, химические процессы и биомолекулярные взаимодействия. Конечной целью было управление клеточной функцией на синтетических подложках.
Для реализации такой сложной технической платформы ученым потребовались методы нанофабрикации для создания наноструктурированных поверхностей, устойчивых к обрастанию, с функциональными биомолекулами.
Для этого были проведены обширные исследования по функционализации поверхностей, включая изучение самосборных монослоев и контроль морфологии поверхности. Также было критически важно детальное понимание поверхностных сил в наноразмерных объектах, учитывая очень высокое отношение площади поверхности к объему миниатюризированных объектов.
Характеризация интерфейсов между синтетическими материалами и живыми клетками, между молекулами на подложках и между клетками на биологических границах требовала новых, еще не разработанных инструментов.
Несмотря на препятствия, проект Nanocues использовал наноразмерную инженерию для создания функциональных биологических интерфейсов с естественными и новыми искусственными функциональными свойствами.
Конечная цель — применение этой технологии к стволовым клеткам (недифференцированным клеткам, теоретически способным дать начало всем другим клеткам) для управления клеточной функцией в терапевтически полезном направлении.