Kontrolowanie funkcji komórkowych na nanopowierzchniach
Funkcje komórkowe organizmów żywych są niezwykle złożone i w wysokim stopniu zależne od poziomu pH i stężeń różnych substancji, interakcji molekularnych oraz wielu innych parametrów. Zdolność kontrolowania i monitorowania funkcji komórek na nanowzorcowanych substratach wiąże się z wieloma trudnościami, ale jednocześnie oferuje wiele ekscytujących możliwości. Europejscy naukowcy wzięli udział w projekcie "Nanoskalowe sygnały powierzchniowe do kierowania biosystemami komórkowymi" (Nanocues), aby stworzyć platformę techniczną do wykorzystania w projektowaniu i wytwarzaniu nanosystemów biotechnologicznych. Ambitny projekt obejmował wszystkie poziomy budowy systemu, w tym materiały, tworzenie nanostruktury, procesy chemiczne i interakcje biomolekularne. Głównym celem badań było kontrolowanie funkcji komórkowych na syntetycznych substratach. Aby zbudować tak złożoną platformę techniczną, naukowcy potrzebowali metod nanowytwarzania celem uzyskania nanowzorcowanych nieporastających powierzchni z funkcjonalnymi cząsteczkami biologicznymi. Przeprowadzono zakrojone na szeroką skalę badania nad funkcjonalizacją powierzchni, w tym nad samoorganizowanymi monowarstwami i kontrolą morfologii powierzchni. Niezwykle ważne było także dokładne poznanie oddziaływań powierzchniowych w nanoskalowych obiektach z uwagi na bardzo wysoki stosunek powierzchni do objętości w tych materiałach. Opisanie interfejsów między materiałami syntetycznymi a żywymi komórkami, między cząsteczkami na substratach oraz między komórkami na interfejsach biologicznych wymagało stworzenia całkowicie nowych narzędzi. Pomimo tych trudności, uczestnikom projektu Nanocues udało się wykorzystać inżynierię nanoskalową do stworzenia funkcjonalnych interfejsów biologicznych o naturalnych, jak i nowych, sztucznych właściwościach. Technologia ta powinna znaleźć zastosowanie w odniesieniu do komórek macierzystych, niezróżnicowanych komórek umożliwiających hodowanie innych komórek, na przykład w celach leczniczych.
