Клетки ‘стада’ ученых в новом подходе к разработке ткани

Исследователи в УКЕ Беркли нашли, что электрический ток может использоваться, чтобы организовать поток группы клеток, успех, который мог установить основание для форм, которыми более управляют, разработки ткани и для возможного применения, такого как «умные бандажи», которые используют электрическую стимуляцию, чтобы помочь излечить раны.В экспериментах, описанных в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature Materials, исследователи использовали единственные слои эпителиальных клеток, тип клеток, которые связывают, чтобы сформироваться прочный, вкладывает в ножны в коже, почках, роговой оболочке и других органах.

Они нашли, что, применяя электрический ток приблизительно пяти В за сантиметр, могли поощрить клетки мигрировать вдоль электрического поля постоянного тока.Они смогли заставить клетки роиться левые или правые, отличаться или сходиться и сделать коллективные Развороты. Они также создали тщательно продуманные формы, такие как трицератопс и талисман медведя УКА Беркли Кэла, чтобы исследовать, как население и конфигурация клетки покрывают миграцию влияния.

Направление стад против людей«Это – первые данные, показывающие, что области постоянного тока могут использоваться, чтобы сознательно вести миграцию листа эпителиальных клеток», сказал автор лидерства исследования Дэниел Коэн, который сделал эту работу как студент в Программе специализации Сустава UC Berkeley-UC Сан-Франциско по Биоинженерии. «Есть много естественных систем, свойства которых и поведения являются результатом взаимодействий через большие количества отдельных частей – дюны, стаи птиц, стаи рыб, и даже клетки в наших тканях. Так же, как несколько овчарок осуществляют огромный контроль над пасущимся поведением овец, мы могли бы быть в состоянии так же пасти биологические клетки для разработки ткани».Galvanotaxis – использование электричества к прямому движению клетки – было ранее продемонстрировано для отдельных клеток, но как это влияет на коллективное движение клеток, было все еще неясно.«У способности управлять движением массы клеток есть большая полезность как научный инструмент в разработке ткани», сказал ведущий автор исследования Мишель Мэхарбиз, адъюнкт-профессор УКА Беркли электротехники и информатики. «Вместо того, чтобы управлять одной клеткой за один раз, мы могли разработать несколько простых правил дизайна, которые обеспечат глобальный сигнал, чтобы управлять коллекцией клеток».

Работу перенесли из проекта, во главе с Maharbiz, развивать электронные наноматериалы для медицинского использования, которое финансировалось Появляющимися Границами Национального научного фонда в программе Исследования и Инноваций. Исследователи сотрудничали с В. Джеймсом Нельсоном, преподавателем молекулярной и клеточной физиологии в Стэнфордском университете и одном из ведущих экспертов в мире в межклеточном прилипании.

Коэн – теперь товарищ постдиссертации в лаборатории Нельсона.Возможные приложения исцеления раны

С нашими телами, полными плавных ионов и соляных растворов, не удивительно, что электрические сигналы играют большую роль в нашей физиологии от нервных передач до стимуляции мышц.«Электрическое явление, которое мы исследуем, отлично в этом, произведенный ток обеспечивает сигнал к клеткам, чтобы мигрировать», сказал Мэхарбиз.Авторы исследования исследуют роль биоэлектрических сигналов в целебном процессе раны, положившись на открытие в 1843, что повреждение тела создает изменение в электрической области на месте раны. Нанося на карту изменения в электрической области, когда травма происходит и как это заживает, исследователи могут быть в состоянии разработать технологию, чтобы помочь ускорить и улучшить процесс ремонта.

«Эти данные ясно демонстрируют, что вид клеточного контроля, в котором мы нуждались бы для умного бандажа, мог бы быть возможным, и следующая часть нашей работы сосредоточится на адаптации этой технологии для использования при фактических травмах», сказал Коэн.


Блог Александрии