Если на культуру стволовых клеток подействовать определённым набором веществ, она превратится (дифференцируется) в культуру клеток другого, более специализированного типа. В теории можно получить любой из сотен типов тканей человеческого организма, подобрав нужный состав "коктейля" из биологически активных молекул. Но влияет ли на "профориентацию" стволовых клеток ещё что-то, помимо химии?
Исследователи из Висконсинского университета в Мадисоне решили проверить, как судьба стволовых клеток зависит от фактуры поверхности, на которой растут последние. Обычно культуры клеток в лаборатории высаживают на специальный пористый гель. Учёные решили изменить его структуру так, чтобы поверхность геля была похожа по свойствам на одну из тканей: нервную (мягкую), костную (твёрдую) или ткань печени. Результаты своих экспериментов они опубликовали в журнале PNAS.
Довольно предсказуемо, что фактура поверхности влияла на то, в какой тип клеток дифференцируются стволовые. Зато удивительно, что превращение происходило независимо от веществ-факторов дифференцировки: их в ряде экспериментов попросту не использовали, а в остальных их роль была не так заметна, как влияние поверхности. В частности, потомки стволовых клеток становились нейронами, если их пересаживали с твёрдого геля на более мягкий, напоминающий по консистенции мозговую ткань. Интересно, что стволовые клетки при такой методике дифференцировались быстрее и успешнее, чем обычно, а полученные нейроны обладали такими же молекулярными маркерами и свойствами сигналов, как и выросшие в живом организме.
Говоря о физике поверхности, всё же не стоит забывать и о химии. Как выяснилось в ходе экспериментов, нейроны получались из-за того, что белок YAP в клетках, живущих на более эластичных гелях, не попадал в ядро. YAP так регулирует экспрессию генов, что клетки дифференцируются во что угодно, но не в нейроны. Впрочем, что именно "изгоняет" YAP из ядер в культурах, растущих на гибких и мягких поверхностях, пока непонятно.
Результаты этой работы позволят более эффективно получать нужные типы тканей из культур стволовых клеток. Особенно важным открытие может стать для исследований трёхмерных культур на губчатых каркасах. Меняя твёрдость пористой основы, мы получим образцы тканей, гораздо более близкие по свойствам к натуральным, чем двумерные, выращенные в чашке Петри.
