Naśladowanie naturalnych procesów organizmu
Zespół naukowców, którego prace są finansowane ze środków unijnych, z norweskiego Uniwersytetu w Bergen wykorzystuje nanotechnologię, aby odkryć sposób na naśladowanie naturalnych procesów organizmu, w tym na pobudzenie komórek do budowy nowych naczyń krwionośnych w tkankach tworzonych biomedycznie. Uniwersytet w Bergen bierze udział w kilku ważnych projektach finansowanych ze środków unijnych, takich jak VascuBone (Zestaw konstrukcyjny unaczynionych implantów kości na miarę), który zgromadził 15 partnerów i uzyskał dofinansowanie w kwocie 12 mln EUR z programu współpracy Siódmego Programu Ramowego (7PR). Celem projektu jest udoskonalenie procesu powstawania naczyń krwionośnych w czasie regeneracji nowej tkanki kostnej. Naukowcy z całego świata zajmujący się biomedycyną i nanotechnologią prowadzą wytężoną pracę nad pobudzeniem komórek do tworzenia nowych tkanek. Niemniej wszystkie tkanki potrzebują dopływu krwi i na tym aspekcie właśnie koncentruje się zespół naukowców z Uniwersytetu w Bergen. Zespół sprawdza, w jaki sposób nanotechnologia może naśladować naturalne procesy organizmu. Naukowcy badają, w jaki sposób komórki oddziałują na siebie wzajemnie i jak reagują z syntetycznymi biomateriałami oraz z czym wiąże się proces regeneracji. Ma to na celu poznanie, a następnie skopiowanie naturalnych mechanizmów regeneracyjnych komórek i stworzenie nowych tkanek. Jak wyjaśnia kierownik zespołu naukowców profesor James Lorens z Uniwersytetu w Bergen: "Idealny implant powinien naśladować naturalne tkanki organizmu i wysyłać sygnały o proliferacji i różnicowaniu do komórek. Nanoskalowa topologia ma zasadnicze znaczenie dla sterowania tym procesem." "Zasadniczy problem związany z tworzeniem się dowolnej tkanki polega jednak na zapewnieniu jej dopływu krwi. Innymi słowy na zapewnieniu, by w tkance powstały naczynia krwionośne." Zespołowi profesora Lorensa, który pracuje nad aspektem dopływu krwi do budowanych tkanek, powiodło się już umieszczenie trzech komponentów naczynia krwionośnego (komórek nabłonkowych i mięśni gładkich oraz białek macierzowych) w implancie, w którym komórki są połączone z nową tkanką. Doświadczenie zakończyło się sukcesem zarówno na płytkach Petriego, jak i w przypadku niewielkich implantów w zwierzętach. "Zaprezentowaliśmy powstawanie naczyń krwionośnych w implantach syntetycznych założonych zwierzętom laboratoryjnym" - zauważył profesor Lorens. "Na kolejnym etapie zbadamy bardziej specyficzne typy tkanek, takie jak na przykład tkanka kostna." Zespół bada również sposoby wykorzystania nanotechnologii do bezpośredniej komunikacji komórkowej. Aby określić, w jaki sposób nanostrukturalne powierzchnie wpływają na powstawanie naczyń krwionośnych, naukowcy umieścili komórki na nanostrukturalnym biomateriale, którego powierzchnia została poddana obróbce pewnymi molekułami wysyłającymi specyficzne sygnały do komórek. "Musimy pogłębić naszą wiedzę na temat sposobu, w jaki komórki postrzegają nanowytworzone powierzchnie oraz tego, jak wpływa to na komunikację między komórkami" - mówi profesor Lorens. "Poprzez odtwarzanie sygnałów, które komórki napotykają w swoim bezpośrednim otoczeniu wewnątrz różnych tkanek organizmu możemy kontrolować sposób proliferacji i różnicowania się komórek." Część prac prowadzonych przez grupę naukowców polega na ustaleniu, w jaki sposób te procesy zachodzą w tkankach nowotworowych. Profesor Lorens zauważył, że: "dzięki budowaniu tkanek możemy odtworzyć nowotwór, aby zbadać, w jaki sposób reaguje z naczyniami krwionośnymi. Jeżeli uda nam się odciąć dopływ krwi do nowotworu to zagłodzimy go i umrze. Budowanie tkanek nowotworowych może nam również pomóc w zrozumieniu sposobu rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych za pośrednictwem krwioobiegu." Zespół z Uniwersytetu w Bergen jest również zaangażowany w unijną współpracę na rzecz odkrycia nowych leków, które potrafią zablokować dopływ krwi do tkanek nowotworowych, doprowadzając rzeczywiście do zagłodzenia nowotworu poprzez pozbawienie go dostępu do krwi.
Kraje
Norwegia