نانوداربستی که سلول‌ها روی آن به خوبی رشد می‌کنند

با تزیین ساختار نانوالیاف با مواد پروتئینی داربستی ایجاد می‌شود که می‌تواند بستری مناسب به‌منظور رشد سلول‌ها و مواد زیستی باشد.

نانوالیاف سلولزی مشتق شده از چوب، در آب تشکیل هیدروژل می‌دهند که به آن نانوسلولز گفته می‌شود، ماده‌ای که بسیار امیدوارکننده برای کاربردهای زیستی مختلف است. با این حال، نانوسلولز از نظر ترکیب شیمیایی نسبت به محیط طبیعی سلول‌ها در بافت زنده، ساختاری نسبتاً ساده دارد.

محققان دانشگاه تامپر در فنلاند، برای بهبود ساختار هیدروژل‌های مبتنی بر نانوسلولز، اصلاحاتی روی این ساختار انجام دادند. آن‌ها نانوسلولز پیوند خورده با آویدین را توسعه دادند. چنین ماده‌ای ساختار پیچیده‌تری نسبت به نانوسلولز داشته و امکان اتصال مولکول‌های بیوتینیله روی الیاف نانوسلولز متصل به آویدین را فراهم می‌کند.

جنی لپینیمی از محققان این پروژه می‌گوید: «ما از پروتئینی به نام آویدین که در اصل از تخم‌مرغ جدا شده‌ است، استفاده کردیم که ویتامین بیوتین را با میل بسیار بالا جذب خود می‌کند. بیوتین می‌تواند از نظر شیمیایی به مولکول‌های زیستی مختلف متصل شود بدون این که فعالیت آن مختل شود.»

لپینیمی توضیح می‌دهد: «مزیت نانوسلولز مزین شده با آویدین این است که می‌توان آن را درصورت لزوم با انتخاب مولکول‌های بیوتینیله شده متفاوت برای کاربردهای مختلف طراحی کرد.»

هنگامی که الیاف نانوسلولز همراه آویدین با پروتئین‌های بیوتینیله‌ای که از ماتریس خارج سلولی نشأت گرفته بودند، فعال شدند، یک هیدروژل سه‌بعدی بدست آمد که محل اتصال دلپذیری را برای سلول‌ها فراهم می‌کند. مشخص شد که سلول‌ها در هیدروژل عامل‌دار در مقایسه با نانوسلولز ساده، سریع‌تر تکثیر می‌شوند و شانس زنده ماندن سلول در طول آزمایش افزایش می‌یابد.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که مواد توسعه یافته در این پروژه برای کشت سه‌بعدی سلول‌ها بسیار مناسب است. این سلول‌ها همچنین ارتباط و سیگنالینگ کارآمدتر و بهتری را از خود نشان می‌دهند. آن‌ها می‌توانند محکم به نانوسلولزهای عامل‌دار شده با پروتئین متصل شوند.

نانوسلولز مزین شده با آویدین در حوزه‌هایی نظیر تمایز سلولی و مهندسی بافت که به هیدروژل نیاز دارند، فرصت‌های‌ امیدوارکننده‌ای را فراهم می‌آورند. پییا میکونن از محققان این پروژه می‌گوید که این مواد توسعه یافته می‌تواند جایگزین بالقوه‌ای برای مواد هیدروژل مشتق شده از حیوانات باشد، که در ترکیب آنها پیچیده و از نظر شیمیایی ضعیف است.