L'assemblaggio di nanoschede proteiche che mostrano forti proprietà meccaniche consente l'adesione cellulare e la proliferazione sulla superficie dei liquidi. Credito:Julien Gautrot
I ricercatori della Queen Mary University di Londra hanno scoperto che le cellule possono "camminare" sui liquidi in modo simile al modo in cui i gechi si attaccano ad altre superfici.
Le cellule vengono generalmente coltivate su materiali solidi, come la plastica per colture di tessuti, polimeri degradabili e bioceramiche. Si pensa che le forti proprietà meccaniche di questi biomateriali siano necessarie per consentire l'adesione cellulare, un processo importante che spesso controlla il comportamento delle cellule staminali e promuove l'incorporazione dell'impianto da parte dei tessuti circostanti e la rigenerazione dei tessuti.
In questo studio, pubblicato in Nano lettere , i ricercatori segnalano la crescita riuscita delle cellule della pelle sulla superficie delle goccioline di olio liquido.
Ciò è sorprendente poiché si ritiene che la bassa viscosità dei liquidi non supporti le forze meccaniche generate dalle cellule durante la loro adesione.
Il team di ricerca ha scoperto che i nanosheet di proteine, pellicole spesse solo pochi nanometri, si assemblano sulla superficie di tali liquidi e mostrano forti proprietà meccaniche sufficienti a resistere alle forze generate dalle cellule.
Combinando diversi tipi di metodi di caratterizzazione meccanica su scala nanometrica, propongono che l'adesione cellulare a tali liquidi non sia mediata dalla tensione superficiale, come nel caso del camminare dei rampicanti, ma più simile all'adesione dei gechi a una vasta gamma di superfici, in cui le forze di taglio giocano un ruolo importante.
Colonie di cellule epidermiche cresciute su liquidi (a sinistra) e plastica di coltura tissutale usata classicamente per la coltura cellulare (a destra). Credito:Julien Gautrot
L'autore principale, il dottor Julien Gautrot, dalla Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, ha dichiarato:"Comprendere i meccanismi responsabili di questo comportamento è importante in quanto suggerisce che le proprietà su scala nanometrica, piuttosto che le loro proprietà di massa, controlla l'adesione cellulare e potenzialmente altri comportamenti cellulari. Ciò avrà importanti implicazioni per la progettazione di una nuova generazione di biomateriali per la medicina rigenerativa e l'ingegneria dei tessuti".
Ha aggiunto:"Ciò significa che le proprietà su scala nanometrica dei biomateriali o degli scaffold di ingegneria dei tessuti possono essere progettate indipendentemente dalle proprietà di massa per controllare separatamente il fenotipo cellulare e la meccanica dello scaffold".
Sistemi liquido-liquido, come emulsioni come una vinaigrette, sono particolarmente vantaggiose per una vasta gamma di lavorazioni e tecnologie. Sono spesso utilizzati nella sintesi chimica e nell'ingegneria chimica dove hanno rivoluzionato i processi industriali. In contrasto, le tecnologie delle colture cellulari e delle cellule staminali non hanno beneficiato della flessibilità dei sistemi liquido-liquido.
Il team suggerisce che lo studio potrebbe portare alla progettazione di una nuova generazione di tecnologie cellulari, per la migliore produzione di cellule staminali aderenti per la medicina rigenerativa.
