Исследователи Научно-технологического университета имени короля Абдаллы, Саудовская Аравия, добились эффективного образования кости за более короткое время. Они использовали нанопроволоку из железа, которая изгибается в магнитном поле. Сетку из такой проволоки засеяли мезенхимальными стволовыми клетками из костного мозга человека, так, чтобы они получали своего рода физическую тренировку на движущемся в магнитном поле субстрате. Исследователи обнаружили, что низкочастотное магнитное поле значительно ускорило процесс развития костей на нанопроволочных каркасах.
Остеопонтин, маркер начала остеогенеза, экспрессировался после культивирования клеток в течение одной недели на верхней части каркаса без магнитного поля. Применение внешнего магнитного поля значительно ускорило дифференцировку за счет механической стимуляции клеток активным отклонением кончиков нанопроволоки. Уже после двух дней инкубации при механической стимуляции можно было обнаружить генетические маркеры костной ткани, в то время как гены, связанные со способностью дифференцироваться и самообновлением, быстро становились неактивными. Более того, это наблюдалось при отсутствии каких-либо химических факторов, ускоряющих дифференцировку.
Исследователи также могли наблюдать при микроскопии, как клетки быстро перестраиваются, становясь похожими на костные.
Клетка, выращенная на каркасе из нанопроволоки.
Как надеются авторы, каркасы со стволовыми клетками могут быть безопасно имплантированы в поврежденные кости и ускорят восстановление ткани под действием внешнего магнитного поля.
Систему можно видоизменить и доработать. Изменение жесткости матрицы путем увеличения или уменьшения длины и диаметра нанопроволоки приведет к управляемым изменениям в стволовых клетках. Можно использовать другие типы стволовых клеток, например, для стимулирования роста нейронов и восстановления мозга после инсульта.
Статья J.Perez et al. Modulated nanowire scaffold for highly efficient differentiation of mesenchymal stem cells опубликована в Journal of Nanobiotechnology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru.
