Написано AZoNano [1945900]

Ученые кафедры биомедицинской инженерии Техасского университета A & M разрабатывают новые способы продвижения в области регенеративной медицины и лечения рака. Они разрабатывают двумерный нанолист, который в 1000 раз меньше, чем прядь волос.

Д-р. Акхилеш Гахарвар, доцент, разработал новый класс двумерных нанолистов под названием дисульфид молибдена, который может адсорбировать ближний инфракрасный (NIR) свет и изменять поведение клеток. Эти нано-листы являются новым классом материалов, которые показали отличные физические и химические свойства благодаря своей уникальной форме и размеру. Недавно некоторые нанолиты были исследованы для биомедицинских применений из-за их способности реагировать на свет. Несмотря на большой потенциал, исследования Гахарвара выходят на новую территорию, так как немногие исследования изучали их клеточную совместимость, и ни одно из них не исследовало их способность модулировать клеточные функции с помощью света.

Чтобы исследовать возможность управления реакцией клетки с помощью света, исследовательская группа Gaharwar синтезировала атомно-тонкий нанолист, который может адсорбировать свет NIR и преобразовывать его в тепло. NIR-свет может проникать глубоко внутрь ткани по сравнению с другими типами света, включая ультрафиолетовый и видимый свет, и может использоваться для стимулирования естественных механизмов биологического восстановления в глубоких тканях.

Из-за большой площади нанопластин они могут прилипать к внешней мембране клеток и передавать клеточный сигнал ядру, тем самым контролируя их поведение. Некоторые из нанолистов также съедаются клетками и могут влиять на клеточные функции изнутри.

«Светочувствительные биоматериалы имеют большой потенциал для разработки следующего поколения неинвазивных, точных и контролируемых медицинских устройств для целого ряда биомедицинских применений, включая доставку лекарств, лечение рака, регенеративную медицину и 3D-печать», Гахарвар сказал.

Его исследования были недавно опубликованы в журнале Труды Национальной академии наук .

В сотрудничестве с доктором Иртишей Сингхом, доцентом кафедры молекулярной и клеточной медицины Техасского центра медицинских наук A & M, команда Gaharwar использовала технику секвенирования следующего поколения для расшифровки воздействия света и / или нанолист на генная регуляция клеток. Изобразите клетку как чистый холст, а генную регуляцию – как краску, которая превращает холст в нечто уникальное или интересное. Для стволовых клеток это будет означать определение типа клеток, таких как мышцы, кости и т. Д. Незначительное возбуждение при экспрессии генов, как от света, так и от этих нанолистов, может существенно повлиять на функции этих клеток, такие как движение, размножение. и выражение.

Глобальные профили экспрессии генов клеток показывают, что световая стимуляция нанолиста может оказывать существенное влияние на клеточную миграцию и заживление ран. Они продемонстрировали, что раковые клетки, обработанные наноструктурой и светом, не могут свободно двигаться, и это хорошая новость. Это важно, так как рак распространяется в организме при перемещении из одной ткани в другую. Сочетание нанолиста и света может обеспечить новые подходы к контролю и регулированию клеточной миграции и функций.

Команда обнаружила, что нанолиты связываются с рецептором клеточной поверхности, известным как интегрин, простой белок с присоединенным сахаром. Эти интегриновые белки важны для нормального функционирования клеток, предоставляя им информацию об окружающей среде. Если эти белки покрыты нанолистами, они не могут заставить клетки двигаться, эффективно останавливая клетки на неопределенное время.

Источник: https://www.tamu.edu/