Οι υγροί κρύσταλλοι δείχνουν υπόσχεση στον έλεγχο των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων
Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχει αναπτύξει έναν νέο τρόπο για τον έλεγχο της διαφοροποίησης των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων χρησιμοποιώντας υγρούς κρυστάλλους. Αυτή η πρόοδος θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών και τραυματισμών.
Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα είναι πολυδύναμα, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε οποιοδήποτε είδος κυττάρου στο σώμα. Αυτό τους καθιστά ένα πολύτιμο εργαλείο για την αναγεννητική ιατρική, αλλά τους καθιστά επίσης δύσκολο να ελέγξουν. Οι ερευνητές αναζητούν τρόπους για να κατευθύνουν τα βλαστοκύτταρα για να διαφοροποιηθούν σε συγκεκριμένους κυτταρικούς τύπους χωρίς να χρησιμοποιούν επιβλαβείς χημικές ουσίες ή γενετική μηχανική.
Οι υγροί κρύσταλλοι είναι ένας τύπος υλικού που έχει ιδιότητες τόσο των υγρών όσο και των κρυστάλλων. Αποτελούνται από μακρά μόρια σε σχήμα ράβδων που ευθυγραμμίζονται σε κανονικό μοτίβο. Όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα υγρό κρύσταλλο, τα μόρια επαναπροσδιορίζουν τον εαυτό τους, τα οποία αλλάζουν τις οπτικές ιδιότητες του υλικού.
Οι ερευνητές στο Berkeley εκμεταλλεύτηκαν αυτή την ιδιότητα για να δημιουργήσουν μια συσκευή που θα μπορούσε να ελέγξει τον προσανατολισμό των υγρών κρυστάλλων σε μια καλλιέργεια εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων. Με τον προσεκτικό χειρισμό του ηλεκτρικού πεδίου, ήταν σε θέση να κατευθύνουν τα βλαστοκύτταρα για να διαφοροποιηθούν σε συγκεκριμένους κυτταρικούς τύπους, όπως οι νευρώνες και τα καρδιακά κύτταρα.
Αυτή η νέα τεχνική είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς τα εμπρός στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής. Θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών και τραυματισμών, όπως τραυματισμοί του νωτιαίου μυελού, καρδιακές παθήσεις και διαβήτης.
Πώς λειτουργεί
Η συσκευή υγρού κρυστάλλου αποτελείται από ένα λεπτό στρώμα υγρών κρυστάλλων που είναι σάντουιτς μεταξύ δύο γυάλινων πλακών. Οι πλάκες γυαλιού είναι επικαλυμμένες με ένα διαφανές ηλεκτρόδιο, το οποίο επιτρέπει την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου στους υγρούς κρυστάλλους.
Όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο, τα μόρια υγρών κρυστάλλων επαναπροσδιορίζονται, τα οποία αλλάζουν τις οπτικές ιδιότητες του υλικού. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτήν την αλλαγή στις οπτικές ιδιότητες για να δημιουργήσουν ένα μοτίβο φωτεινών και σκοτεινών λωρίδων στην επιφάνεια της συσκευής.
Τα βλαστοκύτταρα τοποθετούνται στην επιφάνεια της συσκευής και εκτίθενται στο μοτίβο φωτός. Το μοτίβο φωτός αναγκάζει τα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιηθούν σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων. Οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν τον τύπο του κυττάρου που διαφοροποιούνται τα βλαστοκύτταρα με προσεκτικά χειρισμό του ηλεκτρικού πεδίου.
Εφαρμογές
Η συσκευή υγρών κρυστάλλων θα μπορούσε να έχει μια ποικιλία εφαρμογών στην αναγεννητική ιατρική. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για:
* Αντιμετωπίστε τους τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού κατευθύνοντας τα βλαστοκύτταρα για να διαφοροποιηθούν σε νευρώνες.
* Επισκευάστε τις καρδιακές βλάβες κατευθύνοντας τα βλαστοκύτταρα για να διαφοροποιηθούν σε καρδιακά κύτταρα.
* Αντιμετωπίστε τον διαβήτη κατευθύνοντας τα βλαστοκύτταρα για να διαφοροποιήσετε σε κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη.
Οι ερευνητές εργάζονται επί του παρόντος για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της συσκευής και για να καταστήσουν πιο κατάλληλο για κλινική χρήση. Πιστεύουν ότι η συσκευή θα μπορούσε να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για την αναγεννητική ιατρική στο μέλλον.
