Un team di ricerca interdisciplinare della Lehigh University ha svelato come i biomateriali funzionali si basino su uno strato proteico interfacciale per trasmettere segnali alle cellule viventi riguardanti la loro adesione, proliferazione e sviluppo complessivo.

Secondo un articolo pubblicato oggi su Rapporti scientifici , le caratteristiche e le proprietà su scala nanometrica di un substrato sottostante non influiscono direttamente sulla risposta biologica delle cellule. Però, queste proprietà influenzano indirettamente il comportamento delle cellule attraverso il loro controllo sulle proteine ​​adsorbite.

Nell'articolo, "La nanostruttura del vetro bioattivo influenza l'attaccamento delle cellule ossee attraverso la ristrutturazione delle proteine ​​all'adsorbimento, " Il team di Lehigh dimostra che le cellule viventi rispondono alle caratteristiche dello strato interfacciale che sorgono come conseguenza di strutture su micro e nanoscala ingegnerizzate in un materiale di substrato. Queste strutture infinitesimali hanno un enorme impatto sulla natura delle proteine ​​e su come esse ristrutturarsi e interagire elettrostaticamente con il materiale, che a sua volta influenza il modo in cui le cellule si attaccano al substrato e si sviluppano nel tempo.

"Ci sono altri che hanno studiato lo strato proteico interfacciale, " dice Himanshu Jain, il T.L. Diamond Distinguished Chair in Engineering and Applied Science e Professor of Materials Science and Engineering a Lehigh, che ricopre anche il ruolo di direttore dell'Institute for Functional Materials and Devices (I-FMD) di Lehigh. "Ma questo lavoro ha mostrato per la prima volta in modo diretto e inequivocabile come alcune caratteristiche specifiche su nanoscala del substrato possono avere un impatto sulla struttura molecolare secondaria dell'interfaccia proteinata che a sua volta influenza la risposta delle cellule che sono migliaia di volte più grandi".

Insieme al professor Jain nel guidare questa ricerca c'è Matthias Falk, un professore di biologia cellulare presso il College of Arts and Sciences di Lehigh. Il team è completato da due studenti di dottorato supervisionati congiuntamente da Falk e Jain:il dott. Tia Kowal, che ha ricevuto il dottorato in Scienze Biologiche ed è ora ricercatore post-dottorato presso la Stanford Medicine, e l'autore principale Dr. Ukrit Thamma, che ha completato il suo dottorato in Scienza e Ingegneria dei Materiali ed è ora docente presso la King Mongkut's University of Technology di Bangkok, Tailandia.

"Lehigh è sempre più riconosciuto come un luogo in cui la scienza del team interdisciplinare sta mettendo radici e fiorisce, " dice Jain. "La creazione e la missione degli Istituti di ricerca interdisciplinare di Lehigh è un'espressione strategica di questa nozione e questo progetto è un'espressione di quella nozione in azione. E il ruolo cruciale che giocano i nostri studenti, con il supporto di un ampio team di docenti, parla da sé».