Menneskekroppsvev og organer begynner å dannes i livmoren, og de kan fortsette å utvikle seg gjennom barndommen. Ved voksen alder har imidlertid de fleste av de molekylære instruksjonene som brukes til å veilede vekst og utvikling forsvunnet, så noen vev, som nerver, kan ikke gro etter skade eller sykdom.
Noen forskere håper å overvinne dette problemet ved å transformere voksne celler og bidra til å skape nye forbindelser mellom dem. Forskere fra Nature of University of California, San Francisco (UCSF), har designet celler som inneholder tilpassede adhesjonsmolekyler som kan binde seg til spesifikke partnerceller på en presis og forutsigbar måte for å danne en kompleks flercellet samling.
I følge Wendell Lim, den tilsvarende forfatteren av artikkelen og direktør for Cell Design Institute ved University of California, San Francisco, er disse cellene som "cellelim", der forskere kan kontrollere hvilke celler de samhandler med og kontrollere naturen til samspillet."Dette åpner døren for å bygge nye strukturer, som vev og organer."
Ulike vev i menneskekroppen har forskjellige egenskaper, som hovedsakelig avhenger av måten cellene binder seg på i de forskjellige vevene, og den mest intuitive forskjellen inkluderer tettheten til cellene som binder sammen. For eksempel, i faste organer som lunge eller lever, binder mange celler seg tett. Men i immunsystemet er cellene mindre bundet, noe som vil tillate det å strømme gjennom blodårer eller mellom stramme celler som hud eller organvev for å nå patogenet eller såret.
Hovedforfatter av papiret, Adam Stevens, som er forsker ved UCSF Cell Design Institute, sa: "Vi designer måter å kontrollere forskjellige cellulære vev, som er avgjørende for å syntetisere alle slags spesielle vev." For det, trodde de av adhesjonsmolekyler.
Celleadhesjonsmolekyler er utbredt i flercellede organismer, og er i stand til å kombinere billioner av celler i svært organiserte mønstre for å danne ulike typer spesifikke strukturer, lage nevronale kretsløp og dirigere immunceller til mål. Adhesjonsmolekyler letter også kommunikasjon mellom celler og spiller en nøkkelrolle i flere klasser av prosesser, slik som vevsutvikling, handel med immunceller og nervesystemet.
For å oppnå presis kontroll av cellebinding utviklet forskerne syntetiske celleadhesjonsmolekyler (synCAM). Hvert molekyl inneholder to deler. Den første delen fungerer som en ekstern cellereseptor som brukes til å bestemme hvilke celler den vil samhandle med. Den andre delen er inne i cellen og brukes til å regulere styrken på bindingsdannelsen. Disse to delene kan blandes og matches på en modulær måte for å lage en serie tilpassede syntetiske celleadhesjonsmolekyler (synCAM) som lar dem kombinere ulike celleklasser på forskjellige måter.
Ifølge forskerne produserer disse tilpassede molekylene intercellulære interaksjoner med adhesjonsegenskaper som ligner på naturlige interaksjoner. Dette verktøysettet for adhesjonsmolekyler muliggjør rasjonell programmering og montering av nye flercellede strukturer, og til og med systematisk ombygging av naturlig vev.
Videre, siden celleadhesjon er en av nøkkelrollene i utviklingen av dyr og andre flercellede organismer, kan disse tilpassede adhesjonsmolekylene gi mer innsikt i utviklingsendringene fra encellede til flercellede organismer og for å generere ny innsikt i de evolusjonære prosessene til forskjellige klasser av intercellulære grensesnitt.
"Det er spennende at forskere kan være i stand til å lære mer om dannelsen og konstruksjonsprosessen til kroppen," sa Stevens. "Vårt arbeid avslører et fleksibelt adhesjonsmolekylært verktøy der vi vil være i stand til å lede sammensetningen av celler inn i ulike typer vev og organer." Dette er et av de langsiktige målene for regenerativ medisin.
