Ang developmental pathway ng isang stem cell ay depende sa hugis nito

Upang idirekta ang isang stem cell sa kahabaan ng ninanais na landas ng pag-unlad, ito ay hindi sa lahat ng kinakailangan upang matustusan ito ng naaangkop na mga hormone at iba pang mga biochemical signal; ito ay sapat na upang pilitin lamang na kumuha ng anyo ng isang cell ng nais na tissue.

Ano ang nagpapabago sa mga stem cell sa isang tiyak na uri ng cell? Halimbawa, paano nalalaman ng mga bone stem cell na kailangan nilang maging mga bone cell kaysa sa mga cartilage cell? Ang mga tanong na ito ay may malaking kahalagahan para sa parehong pundamental at inilapat na agham. Sa regenerative na gamot, ang mga may sakit na tisyu ay pinapalitan ng malusog na mga tisyu na nagmula sa mga stem cell, at dapat tiyakin ng mga doktor na ang mga stem cell ay magbabago sa nais na tissue.

Ito ay kilala na ang gayong mga selula ay sumusunod sa mga senyales ng kemikal: ang isang hormone ay maaaring mag-utos sa isang stem cell na magbunga ng isang partikular na mature tissue. Sa kabilang banda, may katibayan na ang pagkakaiba-iba ng cell ay nakasalalay sa uri ng ibabaw kung saan nabubuhay at nagpaparami ang kultura ng cell: ang pakikipag-ugnay ng cell sa substrate ay tumutukoy sa kapalaran nito. Iminumungkahi ng mga mananaliksik mula sa National Institute of Standards and Technology (USA) na ang pagbabago ng isang stem cell ay depende sa anyo na kailangan nitong gawin.

Upang mapalago ang tissue mula sa mga stem cell, ang mga doktor ay gumagamit ng pansamantalang polymer implants na nagsisilbing substrate, isang three-dimensional na pundasyon. Ang skeletal implant ay nag-aayos ng mga selula sa espasyo at nagtuturo sa kanilang paglaki. Sa eksperimento, ang mga siyentipiko ay nagtanim ng mga stem cell ng bone tissue sa ilang uri ng naturang mga implant na naiiba sa spatial na istraktura. Sa kasong ito, ang mga selula ay lumaki nang walang pagdaragdag ng anumang mga hormone o iba pang mga sangkap na maaaring "magsabi" sa kanila tungkol sa landas ng pag-unlad. Bilang resulta, sa isang kaso lamang sa lima ang mga stem cell ay nagsimulang mag-ipon ng calcium, na katibayan ng kanilang pagbabago sa isang mature na bone cell. Upang matagumpay na ma-attach sa substrate na ito, ang mga cell ay kailangang mag-abot at magbigay ng mahabang proseso, iyon ay, kumuha ng anyo ng isang mature na osteocyte.

Kaya, habang isinulat ng mga may-akda sa journal Biomaterials, ang mga stem cell ay maaaring itulak sa nais na landas ng pag-unlad nang walang anumang mga kemikal na nagbibigay ng senyas na cocktail. Ito ay sapat na upang bigyan sila ng katangian na hugis na likas sa mga selula ng kinakailangang tissue.

Sa unang tingin, kakaiba at hindi maintindihan ang resulta. Parang sinasabi na nagiging doktor ang mga estudyante dahil napipilitan silang magsuot ng puting coat sa medical school practice. Hindi pa naipaliwanag ng mga siyentipiko kung paano tinutukoy ng cell morphology ang kanilang pag-uugali. Ngunit, siyempre, ang spatial na paraan ng paglaki ng bagong tissue ay tila mas mura at mas simple kaysa sa signal-kemikal na "paglilinang."