En stamcells utvecklingsväg beror på dess form

För att styra en stamcell längs den önskade utvecklingsvägen är det inte alls nödvändigt att förse den med lämpliga hormoner och andra biokemiska signaler; det räcker med att helt enkelt tvinga den att anta formen av en cell av den önskade vävnaden.

Vad är det som gör att stamceller omvandlas till en specifik typ av celler? Hur vet till exempel benstamceller att de behöver bli benceller snarare än broskceller? Dessa frågor är av stor betydelse för både grundvetenskap och tillämpad vetenskap. Inom regenerativ medicin ersätts sjuka vävnader med friska vävnader som härrör från stamceller, och läkare måste vara säkra på att stamcellerna kommer att omvandlas till den önskade vävnaden.

Det är känt att sådana celler lyder kemiska signaler: ett hormon kan befalla en stamcell att ge upphov till en viss mogen vävnad. Å andra sidan finns det bevis för att celldifferentiering beror på vilken typ av yta cellkulturen lever och reproducerar sig på: cellens kontakt med substratet avgör dess öde. Forskare från National Institute of Standards and Technology (USA) föreslår att transformationen av en stamcell beror på vilken form den fick ta.

För att odla vävnad från stamceller använder läkare tillfälliga polymerimplantat som fungerar som ett substrat, en tredimensionell grund. Skelettimplantatet organiserar cellerna i rymden och styr deras tillväxt. I experimentet planterade forskare benvävnadsstamceller på flera typer av sådana implantat som skilde sig åt i rumslig struktur. I detta fall odlades cellerna utan att tillsätta några hormoner eller andra ämnen som kunde "berätta" för dem om utvecklingsvägen. Som ett resultat började stamcellerna endast i ett fall av fem ackumulera kalcium, vilket är bevis på deras omvandling till en mogen bencell. För att framgångsrikt fästa vid detta substrat var cellerna tvungna att sträcka ut sig och ge långa utskott, det vill säga ta formen av en mogen osteocyt.

Således, som författarna skriver i tidskriften Biomaterials, kan stamceller drivas in på önskad utvecklingsväg utan några kemiska signalcocktails. Det räcker för att ge dem den karakteristiska form som är inneboende i cellerna i den önskade vävnaden.

Vid första anblicken är resultatet märkligt och obegripligt. Det är som att säga att studenter blir läkare för att de tvingas bära vita rockar i läkarutbildningen. Forskare har ännu inte förklarat hur cellmorfologin avgör deras beteende. Men den rumsliga metoden för att odla ny vävnad verkar naturligtvis billigare och enklare än signalkemisk "odling".