Ihmiskehon kudokset ja elimet alkavat muodostua kohdussa, ja ne voivat jatkaa kehittymistä koko lapsuuden ajan. Aikuiseksi mennessä suurin osa kasvua ja kehitystä ohjaavista molekyyliohjeista on kuitenkin kadonnut, joten jotkin kudokset, kuten hermot, eivät voi parantua vamman tai sairauden jälkeen.
Jotkut tutkijat toivovat voivansa tämän ongelman muuntamalla aikuisten soluja ja auttamalla luomaan uusia yhteyksiä niiden välille. Kalifornian yliopiston San Franciscon luonnontutkimuksen (UCSF) tutkijat ovat suunnitelleet soluja, jotka sisältävät mukautettuja adheesiomolekyylejä, jotka voivat sitoutua tiettyihin kumppanisoluihin tarkasti ja ennustettavasti muodostaen monimutkaisen monisoluisen kokoelman.
Paperin vastaavan kirjoittajan ja San Franciscon Kalifornian yliopiston Cell Design Instituten johtajan Wendell Limin mukaan nämä solut ovat kuin "soluliimaa", jossa tutkijat voivat valvoa, minkä solujen kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa ja ohjata niiden luonnetta. vuorovaikutus." Tämä avaa oven rakentaa uusia rakenteita, kuten kudoksia ja elimiä."
Ihmiskehon eri kudoksilla on erilaisia ominaisuuksia, mikä riippuu pääasiassa siitä, miten solut sitoutuvat eri kudoksissa, ja intuitiivisin ero on toisiinsa sitoutuvien solujen tiiviys. Esimerkiksi kiinteissä elimissä, kuten keuhkoissa tai maksassa, monet solut sitoutuvat tiukasti. Mutta immuunijärjestelmässä solut ovat vähemmän sitoutuneita, mikä sallii sen virrata verisuonten läpi tai tiiviiden solujen, kuten ihon tai elinkudoksen, välillä päästäkseen taudinaiheuttajaan tai haavaan.
Paperin johtava kirjoittaja Adam Stevens, joka on tutkija UCSF Cell Design Institutessa, sanoi: "Suunnittelemme tapoja hallita erilaisia solukudoksia, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä kaikenlaisten erikoiskudosten syntetisoinnissa." adheesiomolekyylistä.
Soluadheesiomolekyylit ovat laajalle levinneitä monisoluisissa organismeissa, ja ne pystyvät yhdistämään biljoonia soluja erittäin järjestäytyneisiin malleihin muodostaen erilaisia spesifisiä rakenteita, luomaan hermosoluja ja ohjaamaan immuunisoluja kohteisiin. Adheesiomolekyylit helpottavat myös solujen välistä kommunikaatiota ja niillä on avainrooli useissa eri prosesseissa, kuten kudoskehityksessä, immuunisolujen kaupassa ja hermostossa.
Solujen sitoutumisen tarkan hallinnan saavuttamiseksi tutkijat kehittivät synteettisiä soluadheesiomolekyylejä (synCAM). Jokainen molekyyli sisältää kaksi osaa. Ensimmäinen osa toimii solun ulkoisena reseptorina, jota käytetään määrittämään, minkä solujen kanssa se on vuorovaikutuksessa. Toinen osa on kennon sisällä ja sitä käytetään säätelemään sidoksen muodostumisen vahvuutta. Näitä kahta osaa voidaan sekoittaa ja sovittaa yhteen modulaarisella tavalla, jolloin luodaan sarja mukautettuja synteettisiä soluadheesiomolekyylejä (synCAM), joiden avulla ne voivat yhdistää eri soluluokkia eri tavoin.
Tutkijoiden mukaan nämä räätälöidyt molekyylit tuottavat solujen välisiä vuorovaikutuksia, joiden adheesio-ominaisuudet ovat samanlaisia kuin luonnolliset vuorovaikutukset. Tämä adheesiomolekyylityökalusarja mahdollistaa uusien monisoluisten rakenteiden järkevän ohjelmoinnin ja kokoamisen sekä jopa luonnollisten kudosten systemaattisen uudelleenmuodostamisen.
Lisäksi, koska soluadheesio on yksi avainrooleista eläinten ja muiden monisoluisten organismien kehityksessä, nämä räätälöidyt adheesiomolekyylit voivat tarjota enemmän tietoa kehitysmuutoksista yksisoluisista monisoluisiksi organismeiksi ja luoda uusia näkemyksiä eri luokkien evoluutioprosesseista. solujen välisistä liitännöistä.
"On jännittävää, että tutkijat voivat oppia lisää kehon muodostumisesta ja rakentamisesta", Stevens sanoi. "Työmme paljastaa joustavan adheesion molekyylityökalun, jolla pystymme ohjaamaan solujen kokoamista erilaisiin kudoksiin ja elimiin." Tämä on yksi regeneratiivisen lääketieteen pitkän aikavälin tavoitteista.
