Свет на службе клеточного роста

Сингапурские биохимики соединили фотогальванический и биосовместимый полимеры для создания нановолоконного каркаса, активизирующего рост клеток кожи. Несмотря на то что биосовместимый полимер поликапролактон уже применялся в качестве промоутера кожной регенерации, по словам учёных, добавление фотогальванического полимера приводит к значительному (на 12%) увеличению пролиферации клеток на каркасе.

Лазерная сканирующая микроскопия демонстрирует рост нервных клеток под действием электрических импульсов. Интересно, что эти клетки произошли из клеток тератокарциномы, дифференцирующейся в нервную ткань. (Илл. Francois Paquet-Durand.)

Одним из интереснейших разделов современной науки является инжиниринг тканей, опирающийся на использование специальных биосовместимых каркасов, которые помогают поддерживать сращивание и размножение клеток одновременно с образованием, в данном случае, кожеподобной структуры, предназначенной для использования в качестве заменителя настоящей кожной ткани. В качестве основы для своего нового каркаса учёные из Национального университета Сингапура применили хорошо известный биосовместимый полимер поликапролактон, совместив его (буквально смешав) с фотогальваническим полимером поли(3-гексилтиофеном).

Выяснилось, что новый каркас способен чрезвычайно благотворно влиять на своих подопечных. Авторы работы наблюдали, как фибробласты человека, играющие критически важную роль в процессах заживления, росли и делились намного быстрее и под действием светодиодов, и под лучами «симулятора солнечного света». При этом морфология быстрорастущих клеток не отличалась от морфологии тестового образца, культивируемого в специальной ванночке (впрочем, тестовый образец был выбран не совсем разумно: правильный образец должен был расти на том же каркасе, но без света). Наблюдаемое ускорение роста учёные объясняют тем, что фотогальванический полимер конвертирует энергию света в электрические сигналы... Увы, назвать это объяснение исчерпывающим не получается.

Для чего всё это нужно? В первую очередь для заживления ран. Технология может быть использована для регенерации нервных или костных клеток, а также содействовать размножению мезенхимальных стволовых клеток (клеток соединительной ткани, которые могут превратиться в иные, самые разнообразные — костные, хрящи, жировые и т. д.).

Подробнее о результатах исследования можно узнать из статьи, опубликованной в журнале Photochemical & Photobiological Sciences.

Если присмотреться, в этом сообщении можно усмотреть немного важной конкретики. Так, фотогальваническая эффективность поли(3-гексилтиофена) хоть и не нулевая, но по сравнению с любым кремнием едва различима (эффективность на уровне 10^–6). Что же происходит на самом деле? По-видимому, всё дело в важности самих электрических сигналов, которые, учитывая наблюдаемые положительные результаты, явно оказывают стимулирующее воздействие, заставляя клетки делиться.

Нужность электрических сигналов для клеточного роста как таковую сложно переоценить, а фотогальванический каркас вполне может выступать в качестве эффективного их передатчика. В этом случае куда важнее мизерных фотогальванических способностей могут быть вполне реальные проводящие таланты политиофена, транслирующего электрический сигнал от клетки к клетке. (Помните замечание о тестовом образце? Именно странный его выбор даёт обильную пищу для спекуляций.) Развивая эту мысль, хотелось бы порекомендовать авторам вместо «симулятора солнечного света» (огромная бандура, известная под названием Q-Sun) попробовать воспользоваться каким-нибудь маломощным источником тока и сравнить полученные результаты. Очень может быть, что любая батарейка покажет себя намного эффективнее светового облучения.

Подготовлено по материалам Королевского химического общества.