Meccanismi di regolazione della matrice extracellulare.
La MEC è la componente non cellulare presente in tutti i tessuti e negli organi, ed è composta da acqua, proteine e polisaccaridi. Essa fornisce l’impalcatura fisica per le cellule e avvia processi biochimici e biomeccanici fondamentali, necessari per morfogenesi, differenziazione e omeostasi dei tessuti. Ogni tessuto vanta una MEC con composizione e topologia uniche la quale si genera durante lo sviluppo del tessuto. La ricerca sulle interazioni delle cellule con MEC è principalmente eseguita su cellule isolate in coltura. Negli ultimi anni, sono stati impiegati strumenti di microfabbricazione per creare sistemi di coltura di cellule in cui il microambiente può essere controllato con precisione. Il progetto CELL-MATRIX (Biophysics of the cell-matrix interface), finanziato dall’UE, ha applicato tecnologie di patterning e fabbricazione su scala nanometrica al fine di studiare il rapporto tra i diversi tipi di segnale nella regolazione delle cellule. I ricercatori hanno tentato di produrre fibre organizzate in un modo simile alla MEC naturale per combinarle con un altro tipo di segnale al quale le cellule risultano essere reattive. In primo luogo, la litografia elettronica è stata applicata per la produzione di linee di fibronectina spesse 100 nanometri su substrati compatibili per la coltura cellulare. Utilizzando il legame come fonte di lettura, i ricercatori hanno registrato le risposte delle cellule a tali linee. Nei tessuti, molecole come ossigeno, glucosio e lattato sono presenti come gradienti e la funzione delle cellule dipende da tali gradienti. Nella versione finale, sono stati scelti i gradienti diffusivi come seconda sorgente di segnale. Per creare gradienti stabili, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di camera di coltura cellulare dove i gradienti sono stati contenuti limitando l’accesso diffusivo al mezzo al di sopra delle cellule. In queste camere, le cellule crescevano in modo dipendente a livello radiale, in relazione all’apertura presente nella camera. Alcuni tipi cellulari, come i fibroblasti, si sono allineati lungo l’asse di diffusione. L’attuale combinazione dei due segnali non è ancora stata completata. Tuttavia, i risultati del progetto hanno dimostrato nuovi strumenti per studiare le cellule all’interno di microambienti ingegnerizzati e gradienti metabolici.
Parole chiave
MEC, microfabbricazione, fibronectina, gradiente diffusivo
