Nanoselluloosan päällystäminen proteiineilla tekee siitä erinomaisen solujen kolmiulotteisen viljelyalustan.
Asian osoittivat Tampereen yliopiston ja UPM Biomedicalsin tutkijat, jotka kehittivät uuden alustamateriaalin yhteisvoimin.
Puusta eristetyt nanoselluloosakuidut muodostavat vedessä hydrogeelin, joka sopii erilaisiin biologisiin sovelluksiin. Nanosellusta voidaan esimerkiksi rakentaa kudosmainen, solujen luonnollista ympäristöä muistuttava ympäristö.
Uusi materiaali syntyi, kun nanosellukuituihin kiinnitettiin ensin avidiini-proteiineja, jotka olivat lähtöisin kanasta. Sen jälkeen mukaan lisättiin biotinyloituja molekyyleja, jotka puolestaan olivat peräisin sidekudoksesta.
Näin saatiin aikaan 3d-rakenne, joka tarjosi soluille suotuisia kiinnittymiskohtia. Solut myös jakautuivat nopeammin kuin pelkässä nanoselluloosahydrogeelissä.
Solujen jakautumisnopeus ja vähäinen kuolleisuus kertovat siitä, että materiaali on hyvin soveltuva 3d-soluviljelyyn.
Soluissa havaittiin myös merkkejä integriinivälitteisen signaloinnin aktivoitumisesta. Tämä osoittaa, että solut kykenivät muodostamaan lujia sidoksia materiaalin kanssa.
Soveltuu myös kudosmallien rakentamiseen
Avidiini sitoo tiukasti biotiinia, vesiliukoista vitamiinia.
”Biotiini voidaan kiinnittää moniin erilaisiin molekyyleihin vaikuttamatta niiden toimintaan”, kertoo hankkeen päätutkija, tutkijatohtori Jenni Leppiniemi.
Leppiniemi työskentelee Tampereen yliopistossa professori Vesa Hytösen johtamassa ryhmässä.
Avidiinikonjugoidun nanoselluloosan etuna on sen hyvä muokattavuus.
”Biotinyloitu molekyyli voidaan valita aina käyttökohteen ja tarpeen mukaan”, Leppiniemi kuvailee.
Avidiinikonjugoitu nanoselluloosa tarjoaa tutkijoiden mukaan mielenkiintoisia mahdollisuuksia erilaisten bioyhteensopivien materiaalien räätälöintiin, esimerkiksi solujen erilaistamiseen ja kudosmallien rakentamiseen.
UPM:n tutkija Piia Mikkonen arvioi, että uusi tuote on potentiaalinen vaihtoehto esimerkiksi eläinperäisille hydrogeelimateriaaleille, joiden kemiallinen koostumus on huonosti määritelty ja monimutkainen.
Hankkeen tuloksia on julkaistu Biomacromolecules-tiedelehdessä.
(Kuva UPM) UPM Biomedicalsin aiemmin kehittämä GrowDex-niminen nanoselluhydrogeeli voitti vuonna 2016 Kemianteollisuuden innovaatiopalkinnon.
Tartu Kemia-lehden tilaustarjouksiin:
- Tilaa itsellesi tai lahjaksi läheiselle – 69 euroa. Hintaan kuuluu sähköinen näköislehti, jota on helppo lukea ja jakaa.
- Kannusta koululaista tai opiskelijaa lehtilahjalla – 49 euroa
- Kiitä opettajaa ja lahjoita lehti kouluun – 19 euroa
