Stamcellens utviklingsvei avhenger av dens form

For å styre en stamcelle langs den ønskede utviklingsveien, er det slett ikke nødvendig å forsyne den med passende hormoner og andre biokjemiske signaler; det er nok å bare tvinge den til å ta form av en celle i det ønskede vevet.

Hva er det som gjør at stamceller forvandles til en bestemt celletype? For eksempel, hvordan vet beinstamceller at de må bli beinceller i stedet for bruskceller? Disse spørsmålene er av stor betydning for både grunnleggende og anvendt vitenskap. Innen regenerativ medisin erstattes sykt vev av sunt vev avledet fra stamceller, og leger må være sikre på at stamcellene vil forvandles til det ønskede vevet.

Det er kjent at slike celler adlyder kjemiske signaler: et hormon kan beordre en stamcelle til å gi opphav til et bestemt modent vev. På den annen side finnes det bevis for at celledifferensiering avhenger av typen overflate som cellekulturen lever og reproduserer seg på: cellens kontakt med substratet bestemmer dens skjebne. Forskere fra National Institute of Standards and Technology (USA) antyder at transformasjonen av en stamcelle avhenger av hvilken form den måtte ta.

For å dyrke vev fra stamceller bruker leger midlertidige polymerimplantater som fungerer som et substrat, et tredimensjonalt fundament. Skjelettimplantatet organiserer cellene i rommet og styrer veksten deres. I eksperimentet plantet forskere stamceller fra beinvev på flere typer slike implantater som var forskjellige i romlig struktur. I dette tilfellet ble cellene dyrket uten å tilsette hormoner eller andre stoffer som kunne "fortelle" dem om utviklingsveien. Som et resultat begynte stamcellene bare i ett av fem tilfeller å akkumulere kalsium, noe som er bevis på at de er transformert til en moden beincelle. For å kunne feste seg til dette substratet, måtte cellene strekke seg ut og gi lange utløp, det vil si ta form av en moden osteocytt.

Dermed, som forfatterne skriver i tidsskriftet Biomaterials, kan stamceller settes i den ønskede utviklingsveien uten noen kjemiske signalblandinger. Det er nok å gi dem den karakteristiske formen som er iboende for cellene i det nødvendige vevet.

Ved første øyekast er resultatet merkelig og uforståelig. Det er som å si at studenter blir leger fordi de er tvunget til å bruke hvite frakker i medisinstudiet. Forskere har ennå ikke forklart hvordan cellemorfologi bestemmer deres oppførsel. Men selvfølgelig virker den romlige metoden for å dyrke nytt vev billigere og enklere enn signalkjemisk «dyrking».