Stamcellen sturen via nieuwe koppeling biomateriaal

ENGINEERINGNET.BE - Het is voor cellen van levensbelang dat ze hun omgeving kunnen voelen. Mechanische eigenschappen beïnvloeden bijvoorbeeld sterk het gedrag van stamcellen: een zachte omgeving zet aan tot vet en een harde omgeving zet aan tot bot formatie.

In de meeste onderzoeken en therapieën worden cellen daarom gecombineerd met materialen waaraan ze zich kunnen vasthechten om het materiaal te ‘voelen’.

Maar dergelijke cel bindende materialen hebben als nadeel dat ze ook de aanhechting van immuuncellen van het lichaam toelaten, wat een afweerreactie initieert. Dit belemmert bijvoorbeeld de werking van implantaten door vorming van littekenweefsel.

UTwente heeft een nieuwe manier gevonden om cellen chemisch te binden aan materialen die inert zijn, dus waar cellen normaliter niet aan kunnen vasthechten.

Een biomateriaal wordt eerst gefunctionaliseerd met tyramine. Door een celvriendelijke chemische reactie kan het biomateriaal daarna op commando aan een cel worden vastgeplakt.

Op die manier kunnen onderzoekers controleren welke cellen wanneer mogen en kunnen aanhechten: wanneer de chemische reactie wordt stopgezet, wordt het materiaal weer door andere cellen gezien als inert.

Hierdoor kunnen geselecteerde cellen het biomateriaal voelen en sturing van stamcel gedrag toelaten, terwijl de vorming van littekenweefsel rondom het materiaal niet wordt gestimuleerd.

Deze koppelmethode maakte het ook mogelijk een belangrijke nieuwe vraag te beantwoorden: wanneer zijn die mechanische prikkels nodig om stamcel gedrag te sturen?

Uit experimenten met de nieuwe DOCKING-koppeling bleek dat de belangrijkste beslissingen daartoe binnen een dag gemaakt worden: de initiële omgeving voor cellen bepaalt hoe ze een wond genezen of een levend implantaat laten functioneren.

Het meten en controleren van stijfheid in weefsels speelt ook een belangrijke rol in ziektebeelden zoals tumoren en verklevingen.

Dit nieuwe instrument kan een boost geven aan onderzoeken op het gebied van regeneratieve geneeskunde en medicijnafgifte systemen, en commerciële toepassingen van stamcellen zoals de productie van kweekvlees.

Het onderzoek is door uitgevoerd door UTwente, Harvard Medical School, de Universität Bayreuth en het Universitair Medisch Centrum Groningen.