Электрические импульсы управляют развитием стволовых клеток

Сочетание атомно-силовой микроскопии и конфокальной визуализации. Автор: Advanced Materials Interfaces (2025). DOI: 10.1002/admi.202500403

Учёные из Мельбурна обнаружили, как крошечные электрические импульсы могут направлять рост стволовых клеток. Это открывает новые возможности для создания тканей, органов, нервов и костей.

Исследование под руководством доктора Эми Гелми из Университета RMIT впервые показало, как живые стволовые клетки физически реагируют на внешние сигналы в реальном времени, меняя свою структуру за считанные минуты.

В отличие от традиционного подхода с использованием химических веществ, команда изучает реакцию клеток на физические и электрические стимулы. Это может помочь создать материалы, лучше имитирующие естественную среду организма.

Доктор Кайвэнь Чжан и доктор Питер Шерелл с платформой для электрической стимуляции. Автор: Уилл Райт, Университет RMIT

Как объяснил соавтор работы доктор Питер Шерелл, точный контроль над электрическими сигналами позволяет направлять поведение клеток и их превращение в костную, нервную или мышечную ткань.

Исследование показало, что даже слабые электрические изменения могут влиять на жёсткость и форму внутреннего скелета клетки, что определяет её дальнейшее развитие.

Команда также сотрудничала с доктором Джозефом Берри из Мельбурнского университета для компьютерного моделирования реакции клеток. Это позволяет прогнозировать их поведение и создавать «общающиеся» с клетками материалы.

Потенциальные применения открытия включают:

• «Умные» имплантаты со встроенными микроэлектродами для стимуляции регенерации костей или нервов.
• Биореакторные системы, использующие электрические сигналы для подготовки стволовых клеток перед имплантацией.
• Динамически адаптирующиеся к процессу заживления материалы нового поколения.

Исследователи стремятся к сотрудничеству с индустриальными партнёрами для внедрения открытия в практическую медицину, что может изменить подход к заживлению ран, интеграции имплантатов и регенерации органов.

Дополнительная информация: Kaiwen Zhang et al, Live Quantitative Characterization for Stem Cell Biomechanics, Advanced Materials Interfaces (2025). DOI: 10.1002/admi.202500403