Учёным из Университета Фрайбурга удалось создать новый гидрогель, который самостоятельно настраивается на восстановление различных типов тканей и может служить каркасом, способствующим правильной организации клеточной структуры.

     Для получения гидрогеля используется агароза – полимер из молекул сахаров, содержащихся в морских водорослях. В разработках нового вида геля участвовал профессор Прасад Шастри из Фрайбургского Университета, а также доктор Штеффан Людеке и аспиранты Аурелиан Форгет и Йон Кристенсен. Их совместная работа была обнародована в статье для журнала «Proceedings of the National Academy of Sciences».

     Как известно, клетки в тканях организованы определённым образом. Внеклеточные сигналы, исходящие от матрикса, имеющего в составе макромолекулы (полимеры сахаров, коллаген), оказывают влияние на выживание клеток и их участие в восстановлении повреждённых тканей. Полученный гидрогель способствует правильному тканевому построению клеток в человеческом организме. Он может служить каркасом, но только в том случае, если будет соответствовать физическим свойствам матрикса, изменяющимся в зависимости от типа ткани. Профессору Шастри и его коллегам удалось преобразовать гель так, что его свойства стали практически идентичными свойствам естественного межклеточного пространства.

     Основной составляющей геля из агарозы является цепь из молекул сахаров, образующая α-спираль. Если такие спиральные структуры карбоксилировать, то они преобразуются в лентоподобные β-листы. Благодаря карбоклисированию можно добиться необходимой степени жёсткости гидрогеля.

     В своей статье учёные сообщают, что им удалось повлиять на отдельные клетки, участвующие в образовании кровеносных сосудов, и сформировать из них сосудистую ткань. Исследователи подобрали определённый набор из уже известных сигнальных молекул, и под его влиянием была сформирована структура, близкая по свойствам к кровеносным сосудам, длина которой составила несколько сотен микрометров.

     Ранее считалось, что сосудистые структуры не могут обходиться без поддерживающих клеток, обеспечивающих каркас для эпителия. Однако выяснилось, что если применять новые гидрогели на основе агарозы, эпителиальные клетки в поддержке не нуждаются. Ещё одной особенностью гидрогеля является его способность вызывать в клетках апикально-базальную поляризацию. Коллагеновые и фибриновые гели такими свойствами не обладают.

     Созданные гидрогели найдут свое применение в медицине. С их помощью регенерация различных типов тканей (например, повреждённых мышечных структур) будет проходить быстрее, а эффективность терапевтических мер повысится.