Revolucija u laboratoriju: Istraživači razvijaju prirodno, sintetičko tkivo!

Revolucija u laboratoriju: Istraživači razvijaju prirodno, sintetičko tkivo!

Međunarodni istraživački tim razvio je izvanrednu sintetičku tkaninu koja je stabilna i fluidna. Ovaj inovativni izum, objavljen 27. veljače 2025. u časopisu Nature Communications objavljena provedena je pod vodstvom Sveučilišta Christian Albrechts iz Kiela (CAU). Sintetsko tkivo sastoji se od milijuna sintetskih stanica, čija su osnovna građevna jedinica kapljice vode okružene dvostrukim slojem lipida.

Istraživači su stvorili rudimentarne stanične mreže koje imaju mnoga svojstva slična živim biološkim tkivima. Ove "stanice" su velike oko 30 tisućinki milimetra i pokazuju mehanička svojstva koja podsjećaju na žive stanice. Molekularni motori primjenjuju sile na membranu oponašajući fiziološki proces koji se odvija u prirodnim stanicama. Ova eksperimentalna mimikrija podsjeća na sile koje bičevi plivajućih bakterija mogu djelovati da pokreću stanice unutar sintetičkih struktura.

Inovacije u istraživanju membrana

Sintetičko tkivo moglo bi igrati važnu ulogu u proučavanju prirodnih staničnih mreža. Plan je integrirati proteine ​​u membrane za stvaranje električnih potencijala. Ovo bi istraživanje moglo imati dugoročnu primjenu, posebice u području medicine. Moguće buduće primjene uključuju pokrivanje medicinskih implantata umjetnim tkivom kako bi se pomogao proces zacjeljivanja. Također postoje razmatranja o tome kako bi te membrane mogle biti opskrbljene proteinskim ili ugljikohidratnim spojevima kako bi imunološkom sustavu simulirale vlastite strukture tijela.

Kao što je jasno iz povijesnog konteksta istraživanja membrana, važni istraživači kao što su Evert Gorter i F. Grendel opisali su osnove koje su dovele do Gorter-Grendel modela stanične membrane. Njihovo istraživanje u 1920-ima proizvelo je ključne uvide u lipidni dvosloj, koji se drži zajedno hidrofobnim interakcijama. I prirodne i sintetičke membrane razlikuju se u svojoj složenosti i funkcionalnosti. Dok se biomembrane sastoje od raznih lipida, proteina i ugljikohidrata, sintetski lipidni dvoslojevi često su jednostavnije strukture i optimizirani za specifične primjene, kao što je isporuka lijekova ili kao modeli u istraživanju.

Budući izgledi za sintetičku tkaninu

Novi razvoj ne samo da pokazuje potencijal neuralnih implantata za zamjenu neispravnih živčanih stanica, već i mogućnosti za upotrebu u regenerativnoj medicini. Sintetski sustavi nude neke prednosti, ali su njihova funkcionalnost i dinamika manje prilagodljivi od prirodnih biomembrana. Te razlike proizlaze iz načina na koji se formiraju i njihove interakcije s okolinom.

Ukratko, napredak u istraživanju sintetskih tkiva ne samo da baca svjetlo na biologiju membrane, već također otvara obećavajuće perspektive za buduće primjene u medicini i biotehnologiji. Dok su studije vodećih znanstvenika kao što su Gorter i Grendel postavile temelje, trenutni tim na Sveučilištu Kiel podigao je istraživanje membrana na višu razinu i stvorio impresivne mogućnosti za daljnje istraživanje bioloških sustava.