Nový typ materiálu pro buněčné kultury – programovatelný hydrogel DyNAtrix – kombinuje klasické syntetické polymery s programovatelnými spojovacími řetězci DNA.
V pokročilém biomedicínském výzkumu a aplikacích hrají významnou roli laboratorní buněčné kultury. A zásadní význam pro jejich využití mají zase materiály, na nichž se tyto buněčné kultury pěstují. S dnešními materiály buněčných kultur se ale pojí řada komplikací.
Mnohé z nich jsou odvozeny ze živočišných zdrojů, což vede k jejich přílišné heterogenitě a nemožnosti jemného vyladění mechanických vlastností výsledného materiálu. Tým odborníků, který vedl Elisha Krieg z německého Leibnizova institutu pro výzkum polymerů (IPF — Leibniz Institut für Polymerforschung) v Drážďanech, vyvinul nový typ materiálu pro buněčné kultury: programovatelný hydrogel DyNAtrix (dynamic DNA-crosslinked matrix).
Ten kombinuje klasické syntetické polymery s programovatelnými spojovacími řetězci DNA. Díky vysoce specifické a nastavitelné schopnosti DNA vázat další molekuly nabízí nevídaný stupeň kontroly svých klíčových mechanických vlastností.
Jednoduchou změnou sekvence řetězců DNA lze změnit viskoelastické, termodynamické i kinetické vlastnosti výsledného materiálu pro buněčné kultury. Tímto způsobem je možné nastavit vlastnosti materiálu tak, aby odpovídal určité biologické tkáni, kterou má buněčná kultura napodobovat.
Materiál DyNAtrix rovněž nabízí samoopravitelnost, možnosti vytištění na 3D tiskárně, vysokou stabilitu a kontrolovatelnou degradaci při použití v buněčné kultuře. Experimenty potvrdily, že materiál je výtečně biologicky kompatibilní s kulturami lidských mezenchymálních kmenových buněk [multipotentní buňka schopná obnovovat poškozené mezenchymální a krvetvorné tkáně — pozn. red.], pluripotentních kmenových buněk [nejsou schopny vytvořit nového jedince, ale dovedou se specifikovat v jakoukoliv buňku lidského těla — pozn. red.], buněk cyst ze psích ledvin i lidských trofoblastových organoidů.