Новости химической науки > Адгезив хищных растений поможет создать клей для клеток

Как показали исследователи из США, липкое вещество, вырабатываемое хищным растением росянкой, в перспективе может послужить для создания совместимых с клетками матриц при инженерии тканей.

Свойства этого адгезивного материала ранее использовались в фармацевтике и пищевой промышленности «вслепую», без должного понимания свойств этого вещества, однако новые результаты химических и структурных исследований позволяют предложить больше способов применения этих веществ, а также открывает возможности для получения синтетических аналогов этого адгезива.

Железы на листьях росянки выделяют клейкое вещество, позволяющее плотоядному растению ловить пролетающих насекомых. (Фото: © iStock)

Росянки (Drosera sp.) получают необходимый для жизнедеятельности азот и фосфор, перерабатывая насекомых, которых они отлавливают с помощью биоадгезива, выделяемого особыми железами листьев. Ранее уже было показано, что адгезив отличается биосовместимостью и высокими вязкоэластичными свойствами, однако до настоящего времени его состав оставался загадкой.

Исследователи из группы специалиста по нанотехнологии из Университета Огайо Минцзюня Жана (Mingjun Zhang) выделили адгезив из росянок, росших в лаборатории, и изучили его с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и атомной силовой микроскопии. Было обнаружено, что на 96% адгезив состоит из воды, что, в принципе, объясняет его совместимость. Сухой остаток геля представляет собой регулярную сеть полисахаридных цепей, сшитых за счет ионов магния и кальция. Последнее обстоятельство объясняет высокую эластичность материала, позволяющую ему улавливать насекомых, а также и то, что этот адгезив может стать идеальной основой для выращивания тканей.

Исследователи вырастили несколько типов клеток мышей, вовлеченных в регенерацию костей, мышц и сосудов. Они наблюдали, что при выращивании на адгезиве росянки клетки отлично размножались, причем ловчий клей хищного растения не демонстрировал признаков цитотоксичности, что позволяет предположить возможность применения клея росянки в качестве гибкого шаблона, направляющего рост и сборку тканей. Жан заявляет, что можно внедрить в материал клетки, которые потенциально будут расти, дифференцировать, делиться и становиться частью органа или ткани.

Специалист по молекулярной биологии Инго Грюнвальд (Ingo Grunwald) соглашается с тем, что свойства природного клея росянки исключительны и впечатляющи, однако подчеркивает, что довольно сложно будет подобрать способ введения растительного экстракта в организм человека. По его словам, отсутствие цитотоксичности – большой плюс, однако существуют также проблемы с воспроизводимостью точной структуры клея растением в изменяющихся условиях, и многое другое. Тем не менее, как заявляет Грюнвальд, безусловным достоинством работы является установление точной структуры биоадгезива, что может позволить создать подобные клею росянки биомиметические материалы.

Источник: Interface, 2015, DOI: 10.1098/rsif.2015.0226

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #химия полимеров