Komunikacja międzykomórkowa na słodko
Komunikacja międzykomórkowa na małe i duże odległości odbywa się z wykorzystaniem sygnałów elektrycznych i chemicznych. Sprawność takiej komunikacji ma kluczowe znaczenie nie tylko dla różnicowania, rozwoju i przetrwania komórek, ale również dla rozwoju i funkcjonowania całego organizmu. Oligosacharydy (węglowodany lub cukry) odgrywają pewną rolę w wykrywaniu kierunku, choć szczegółowe mechanizmy nie są dokładnie znane. Sygnalizacja wykorzystuje mechanizmy adhezji komórkowo-macierzowej, czyli przywierania komórek do istoty międzykomórkowej z wykorzystaniem białek adhezyjnych. Znajomość tych mechanizmów mogłaby być przydatna na przykład w przypadku kierowanej regeneracji tkanek lub biowykrywania. Celem finansowanego przez UE projektu FIND AND BIND było zbadanie roli oligosacharydów w zdarzeniach rozpoznawania i modulowaniu procesów biologicznych, co pozwoliłoby opracować biologiczne kryteria projektowania nowatorskich urządzeń. Glikozaminoglikany cytoszkieletowe należą do oligosacharydów pozakomórkowych odgrywających ważną rolę w utrzymywaniu struktury komórek. Obecność ujemnie naładowanych grup funkcyjnych wpływa na ich bioaktywność. W bieżącym okresie sprawozdawczym naukowcy zbadali ten efekt w dwuwymiarowych modelach komórkowych złożonych z samoorganizowanych monowarstw komórek macierzystych i chondrocytów (komórek kostnych wytwarzających struktury chrzęstne). W przypadku oby typów komórek sulfonowanie (dołączanie ujemnie naładowanych grup SO3H) wpływało na morfologię i ruchliwość komórek w stopniu zależnym od stężenia. Wyniki rozszerzono z wykorzystaniem trójwymiarowych macierzy żelowych, aby lepiej reprezentować istotę międzykomórkową. W hydrożelach sulfonowanych aktywność chondrocytów mierzona rozprzestrzenianiem i rozmnażaniem komórek była znacząco wyższa. Sprawdzono działanie czujnika opracowanego w poprzednim okresie sprawozdawczym (biotynylowanego czujnika mikrorównowagi kryształu kwarcu z monitorowaniem rozpraszania — QCM-D) i stwierdzono, że daje on wiarygodne pomiary długoterminowe i zachowuje stabilność podczas przechowywania w ciemnym miejscu w temperaturze 2–8°C nawet przez osiem tygodni. Czujnik wykorzystano w połączeniu z mikroskopią świetlną do pomiaru przywierania fibroblastów do powierzchni komórek w czasie rzeczywistym oraz oceny wpływu różnych metod unieruchamiania. Naukowcom udało się też opracować kilka metod kształtowania glikanów w sposób pozwalający utrzymać ich bioaktywność. Projekt FIND AND BIND czyni ważne postępy w dokładniejszym poznaniu roli oligosacharydów w szlakach sygnalizacji międzykomórkowej. Celem jest opracowanie tanich i skutecznych narzędzi diagnostycznych i terapeutycznych między innymi do regeneracji kości i tkanek, które powinny znaleźć dodatkowe zastosowanie w implantologii i transplantologii.
