Химики научились программировать клетки с помощью углов

Милан Мрксиш (Milan Mrksich) и его коллеги из университета Чикаго в Иллинойсе выяснили, что судьбу стволовых клеток может определить всего лишь геометрия "формочек", в которых они растут и размножаются.

Статья авторов работы опубликована в открытом доступе в PNAS. По мнению учёных, новые данные помогут создать технологию, которая позволит получать стволовые клетки определённого типа без помощи химических веществ. Такой подход более удобен для трансплантологии (фото PNAS).

Как учёным пришло в голову использовать в своих опытах 50-микрометровые чашечки в форме звёзд, цветков, квадратов, пятиугольников и прямоугольников, доподлинно не известно. Но результат поразил всех. Стволовые клетки, выращенные в угловатых сосудах, становились в основном (около 70%) остеобластами. В то время как округлая форма давала начало адипоцитам.

Отметим, что в каждую такую формочку было помещено по одной мезенхимной стволовой клетке (mesenchymal stem cell), которая могла стать как клеткой кости или крови, так и жировой. Однако в самом начале биологи осознанно ограничили выбор двумя вариантами. Для этого клетки окунали в смесь веществ, которые могли дать развитие либо костным клеткам, либо жировым (то есть с химической точки зрения шансы были равны).

Милан со товарищи полагают, что определяющим фактором является именно наличие углов, так как они заставляют клетки по мере роста пытаться протолкнуться сквозь препятствие. В результате внутренний скелет клетки формируется из разных волокон: более длинных и прочных в случае с костными клетками и коротких и мягких, если речь идёт о жировых.

На картинке слева показаны иммунофлуоресцентные тепловые карты клеток, выращенных в чашках разной формы, справа – соответствующий процент дифференциации в тот или иной тип клеток (фото и иллюстрация PNAS).

Скорее всего, и в человеческом теле геометрия "сосуда" влияет на судьбу стволовых клеток. А ещё специалистам известно, что дифференциацию клеток определяет, к примеру, давление двигающейся жидкости или воздуха.