Revoluție în laborator: Cercetătorii dezvoltă țesut sintetic, realist!

Revoluție în laborator: Cercetătorii dezvoltă țesut sintetic, realist!

O echipă internațională de cercetare a dezvoltat o țesătură sintetică remarcabilă, care este atât stabilă, cât și fluidă. Această invenție inovatoare, publicată pe 27 februarie 2025 în revistă Comunicarea naturii a fost publicat a fost realizat sub conducerea Universității Christian Albrechts din Kiel (CAU). Țesutul sintetic este format din milioane de celule sintetice, ale căror elemente de bază sunt picăturile de apă înconjurate de un strat dublu de lipide.

Cercetătorii au creat rețele celulare rudimentare care au multe proprietăți similare țesuturilor biologice vii. Aceste „celule” au o dimensiune de aproximativ 30 de miimi de milimetru și prezintă proprietăți mecanice care amintesc de celulele vii. Motoarele moleculare aplică forțe membranei, mimând un proces fiziologic care are loc în celulele naturale. Această mimă experimentală amintește de forțele pe care flagelul bacteriilor care înoată le poate exercita pentru a muta celulele în structurile sintetice.

Inovații în cercetarea membranelor

Țesutul sintetic ar putea juca un rol important în studierea rețelelor celulare naturale. Planul este de a integra proteine ​​în membrane pentru a genera potențiale electrice. Această cercetare ar putea avea aplicații pe termen lung, în special în domeniul medical. Aplicațiile viitoare posibile includ acoperirea implanturilor medicale cu țesut artificial pentru a ajuta procesul de vindecare. Există, de asemenea, considerații cu privire la modul în care aceste membrane ar putea fi furnizate cu compuși de proteine ​​sau carbohidrați pentru a simula structurile proprii ale corpului la sistemul imunitar.

După cum reiese din contextul istoric al cercetării membranelor, cercetători importanți precum Evert Gorter și F. Grendel au descris elementele fundamentale care au condus la modelul Gorter-Grendel al membranei celulare. Cercetările lor din anii 1920 au produs perspective cruciale asupra stratului dublu lipidic, care este ținut împreună prin interacțiuni hidrofobe. Atât membranele naturale, cât și cele sintetice au diferențe în complexitatea și funcționalitatea lor. În timp ce biomembranele constau dintr-o varietate de lipide, proteine ​​și carbohidrați, straturile duble lipidice sintetice sunt adesea mai simple ca structură și optimizate pentru aplicații specifice, cum ar fi administrarea de medicamente sau ca modele în cercetare.

Perspective de viitor pentru material sintetic

Noua dezvoltare nu arată doar potențialul implanturilor neuronale de a înlocui celulele nervoase defecte, ci și posibilitățile de utilizare în medicina regenerativă. Sistemele sintetice oferă unele avantaje, dar funcționalitatea și dinamica lor sunt mai puțin adaptabile decât biomembranele naturale. Aceste diferențe rezultă din modul în care se formează și din interacțiunile lor cu mediul.

Pe scurt, progresele în cercetarea țesuturilor sintetice nu numai că aruncă lumină asupra biologiei membranei, ci deschid și perspective promițătoare pentru aplicații viitoare în medicină și biotehnologie. În timp ce studiile unor oameni de știință de seamă precum Gorter și Grendel au pus bazele, actuala echipă de la Universitatea din Kiel a dus cercetarea membranelor la următorul nivel și a creat oportunități impresionante pentru explorarea în continuare a sistemelor biologice.