суббота, 26 сентября 2015 г.

Синтетический гидрогель для изучения взаимодействий клеток и внеклеточного матрикса

Опубликованы результаты исследования по разработке и валидации системы для изучения взаимодействия внеклеточного матрикса с находящимися в нем клетками. Система на основе гидрогеля позволяет оценить влияние таких параметров внеклеточного матрикса, как  жесткость субстрата и плотность определенных веществ.

Выявление совместного влияния множества параметров внеклеточного матрикса на поведение клеток остается исключительно сложной задачей. Это отчасти объясняется отсутствием простых развертываемых стратегий для изучения комбинаторных вариантов матрицы биохимических и биофизических свойств. В данной работе авторы предлагают простую платформу высокого разрешения на основе гидрогелей, для создания которой используется способность соединений изменять свои свойства под действием света. Использование такой платформы делает возможным наложение взаимно независимых и непрерывных градиентов плотности лиганда и жесткости субстрата.


Схема создания гидрогеля с градиентами жесткости и плотности лиганда
Рисунок 1. Схема создания гидрогеля с ортогональными градиентами жесткости и плотности лиганда

DMNBAT-HA-метакрилат (4,5-диметокси 2-нитробензил-аминотиол-метакрилированный полимер гиалуроновой кислоты) сшивали с DTT (дитиотретиол) с образованием нерастворимого гидрогеля, прикрепленного к покровному стеклу. Далее полученный гель инкубировали с фотоинициатором на основе эозина Y и подвергали воздействию видимого света через фотошаблон, создавая градиент на основе полимеризации свободного радикала в присутствии света, в результате чего получив градиент жесткости в геле (Рис. 1а). Затем гель тщательно отмывали и облучали ультрафиолетовым светом через фотошаблон градиента, повернутый на 90 градусов относительно паттерна жесткости. Ультрафиолетовый свет в зависимости от расположения в пространстве по-разному воздействовал на тиоловые группы, способные конъюгироваться с фибронектином посредством гетеробифункционального сшивающего агента сульфо-SMCC (сульфосукцинимидил 4-(N-малеимидометил)циклогексан-1-карбоксилат) (Рис. 1а). Этот процесс приводил к образованию ортогональных градиентов жесткости и концентрации фибронектина в одном гидрогеле (Рис 1b).

Авторы проверили разработанную систему, показав, что она может поддерживать механочувствительную дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток. Также исследователи продемонстрировали с помощью полученного гидрогеля, что онкогенные микроРНК, miR18a, нелинейно регулируются в клетках глиомы жесткостью внеклеточного матрикса и плотностью фибронектина. Данная система является доступной и обладает высоким разрешением, что позволяет изучать комбинаторные варианты биофизических и биохимических сигналов в рамках одного эксперимента.

Литература:

Rape A.D., Zibinsky M., Murthy N., Kumar S.
A synthetic hydrogel for the high-throughput study of cell-ECM interactions. 
Nat Commun. 2015 Sep 9;6:8129. doi: 10.1038/ncomms9129.

Полный текст статьи

Комментариев нет:

Отправить комментарий