Stellen Sie sich vor, Ärzte könnten eine Fernbedienung haben, die die Stammzellen zu den verletzten Stellen des Körpers führt, um den Heilungsprozess der Patienten zu beschleunigen. Die Fernbedienung ist noch weit von der Realität entfernt, aber eine Gruppe chinesischer Forscher hat bei der Erforschung von Stammzellen und ihren regenerativen Eigenschaften einen wichtigen Schritt vorwärts gemacht.
In der in der Zeitschrift Nano Letters veröffentlichten Studie erklären Professor Wang Hong-Hui und Nie Zhou von der Hunan University, wie es ihnen gelungen ist, Nanogeräte in Zellen zu nutzen, um die Rezeptoren zu aktivieren, die für das Wachstum und die Bewegung von Zellen durch Infrarotlicht verantwortlich sind.
Zelluläre Aktivitäten werden durch komplexe Signalwege koordiniert, die dann ihre Bewegung, Proliferation und sogar ihren Tod kontrollieren. Signalmoleküle binden an die auf der Zelloberfläche vorhandenen Rezeptor-Tyrosinkinase-Proteine und lösen die Bildung von Rezeptorpaaren (MET) aus, die die Zelle in Bewegung setzen oder wachsen lassen.
Das Forschungsteam hat ein DNA-Molekül entwickelt, das an zwei MET-Rezeptoren gleichzeitig binden, diese zusammenfügen und aktivieren kann. Um sie für Infrarotlicht empfindlich zu machen, haben Wissenschaftler Kopien von DNA-Sequenzen an Goldnanobars gebunden. Diese erwärmen sich bei Beleuchtung mit Infrarotlicht und geben die DNA frei, die wiederum die Rezeptoren aktiviert. Auf diese Weise wandern die Stammzellen in den geschädigten Bereich und konzentrieren dort ihre Regenerationsfähigkeit.
Die Forscher injizierten die DNA-gebundenen Nanobars in Labormäuse in der Nähe des Läsionsbereichs und beleuchteten sie dann für einige Minuten mit Infrarotlicht. Drei Tage später wurde die Migration von Muskelstammzellen in die Wunde registriert und behandelte Mäuse zeigten mehr Anzeichen einer Muskelregeneration als unbehandelte Mäuse.
Diese neue Entdeckung bietet somit eine leistungsstarke und vielseitige Plattform für die exogene Modulation von Tiefengewebe in der regenerativen Medizin.
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