ENGINEERINGNET.BE - Cellen in ons lichaam zijn omgeven door de extracellulaire matrix (ECM), een materiaal dat zorgt voor ondersteuning en structuur. Ook stuurt de ECM instructies naar cellen, die hierop reageren.
Deze instructies bevatten twee belangrijke soorten signalen: mechanische en biochemische. De mechanische signalen bevatten informatie over de zachtheid of stijfheid van de ECM, terwijl de biochemische signalen de cellen instrueren via liganden in eiwitten, kleine moleculen en koolhydraatpolymeren.
Hoogleraar Patricia Dankers heeft als doel een synthetisch ECM te maken. "In het lab gebruiken we nu meestal Matrigel als alternatief voor een natuurlijke ECM, een materiaal dat afkomstig is van een tumor van een muis."
"Dit maakt het lastig om de groei van dit materiaal te controleren, waardoor het niet veilig is om in een klinische omgeving te gebruiken. Daarom is er behoefte aan een synthetisch alternatief dat bij de mens is te gebruiken, bijvoorbeeld in stamceltherapieën."
Dankers wil een grote bibliotheek van supramoleculaire verbindingen gaan synthetiseren die lijken op biomoleculen in de ECM en samen een complexe synthetische hydrogel vormen.
De grootste uitdaging daarbij is het ontwerpen en maken van een interactief materiaal. De ECM is een dynamische omgeving, die voortdurend verandert en tegelijkertijd verschillende biochemische signalen uitzendt.
Dankers doet daarom een beroep op supramoleculaire chemie, een vakgebied waarin moleculaire aggregaat structuren gesynthetiseerd worden welke zijn opgebouwd uit kleinere moleculaire bouwstenen.
Plan is om met deze moleculen aanpasbare structuren te bouwen en daarna manieren te introduceren waarop de supramoleculaire hydrogels met cellen communiceren. Dankers: "Ook leggen we een bibliotheek aan van moleculaire assemblages en bestuderen we de extracellulaire communicatie.”
Dankers voorspelt dat het onderzoek leidt tot de ontwikkeling van hydrogels voor gebruik met dierlijke cellen. "Maar het is ook relevant om voor plantencellen na te denken over synthetische materialen."
