Ученые из Германии разрабатывают новые композиты из ДНК, частиц кремнезема и углеродных нанотрубок. В медицине из этих нанокомпозитов можно создавать среду, в которой могут развиваться стволовые клетки.
Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT,
Германия) разрабатывают новые композиты из ДНК, частиц кремнезема
и углеродных нанотрубок. В медицине из этих нанокомпозитов можно
создавать среду, в которой могут развиваться стволовые клетки.
Также новые материалы можно адаптировать для разных задач и
применений, сообщает
пресс-служба KIT. Результаты представлены в Nature
Communications и на платформе bioRxiv.
Стволовые клетки культивируются для фундаментальных исследований
и разработки эффективных методов лечения тяжелых заболеваний
– например, для замены поврежденной ткани. Тем не менее,
стволовые клетки будут формировать здоровые ткани только в
адекватной среде. Для создания трехмерных тканевых структур
необходимы материалы, которые поддерживают функции клеток за счет
идеальной эластичности. Такие – программируемые – материалы,
которые можно использовать в качестве субстратов в биомедицинских
применениях, были разработаны группой из Технологического
института Карлсруэ.
Новые материалы состоят из ДНК, мельчайших частиц кремнезема и
углеродных нанотрубок. Эти композиты получают путем биохимической
реакции, и их свойства можно регулировать, изменяя количество
отдельных компонентов, объясняют авторы разработки. Кроме того,
нанокомпозиты могут быть запрограммированы на быстрое и плавное
разрушение и высвобождение клеток, выращенных внутри, которые
затем можно использовать для дальнейших экспериментов.
У материала множество применений. Нанокомпозиты пригодятся не
только для культивации стволовых клеток – с их помощью можно
также создать программируемые биогибридные системы, в которых
живые микроорганизмы интегрированы в электрохимические
устройства. Таким способом можно производить микробные топливные
элементы, микробные биосенсоры или микробные биореакторы.
Биогибридная система, созданная исследователями KIT, содержит
бактерию Shewanella oneidensis. Эта бактерия – экзоэлектрогенная:
она производит электричество из органических отходов. Когда
Shewanella oneidensis культивируется в нанокомпозитах,
разработанных KIT, она заполняет матрицу композита, тогда как
неэкзоэлектрогенная бактерия Escherichia coli остается на ее
поверхности. Композиция, содержащая Shewanella, остается
стабильной в течение нескольких дней.
[Фото: NIEMEYER-LAB, KIT]
Источник: www.kit.edu
Источник: scientificrussia.ru
