Proteiineilla päällystetty nanoselluloosa sopii solujen 3D-viljelyyn

— Käytimme hankkeessa kanasta peräisin olevaa avidiini-proteiinia, joka sitoo tiukasti vesiliukoista vitamiinia, biotiinia. Biotiini voidaan kiinnittää moniin erilaisiin molekyyleihin vaikuttamatta niiden toimintaan, toteaa hankkeen päätutkija, tutkijatohtori Jenni Leppiniemi, joka työskentelee Tampereen yliopistossa professori Vesa Hytösen johtamassa tutkimusryhmässä.

— Avidiini-konjugoidun nanoselluloosan etuna on juuri sen muokattavuus, biotinyloitu molekyyli voidaan valita aina käyttökohteen ja tarpeen mukaan, Leppiniemi jatkaa.

Kun avidiini-konjugoidun nanoselluloosan joukkoon lisättiin sidekudoksesta peräisin olevia biotinyloituja proteiineja, saatiin aikaan 3D-rakenne, joka tarjosi soluille suotuisia kiinnittymiskohtia. Solujen havaittiin jakautuvan nopeammin kuin pelkässä nanoselluloosahydrogeelissä.

Solujen jakautumisnopeus ja vähäinen kuolleisuus kertovat siitä, että kehitetty materiaali on hyvin soveltuva 3D-solunviljelyyn. Soluissa havaittiin myös merkkejä integriinivälitteisen signaloinnin aktivoitumisesta, mikä osoitti, että solut pystyivät muodostamaan lujia sidoksia materiaalin kanssa.

Avidiini-konjugoitu nanoselluloosa tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia erilaisten bioyhteensopivien materiaalien räätälöintiin, esimerkiksi solujen erilaistamiseen tai kudosmallien rakentamiseen. UPM:n tutkija Piia Mikkonen arvioi, että syntynyt tuote on potentiaalinen vaihtoehto esimerkiksi eläinperäisille hydrogeelimateriaaleille, joiden kemiallinen koostumus on huonosti määritelty ja monimutkainen.

Hankkeen tuloksia on julkaistu kansainvälisessä Biomacromolecules-tiedelehdessä.

Jenni Leppiniemi, Zeeshan Mutahir, Alexander Dulebo, Piia Mikkonen, Markus Nuopponen, Paula Turkki, and Vesa Hytönen: Avidin-Conjugated Nanofibrillar Cellulose Hydrogel Functionalized with Biotinylated Fibronectin and Vitronectin Promotes 3D Culture of Fibroblasts
https://doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00579