Kolagen je osnovni protein koji čini međućelijski matriks, ili drugim rečima, okruženje za ćelije vezivnog tkiva našeg tela, kao što su tetive, kosti i hrskavica. Izgleda kao dugačke niti, utkane u trodimenzionalne mreže. Ovo, zauzvrat, stvara neku vrstu skele za tkivo.
Zbog činjenice da su kolagena vlakna izdržljiva, elastična, a služe i kao signali koji određuju takozvanu sudbinu ćelije, u medicini se koriste kao okruženje za ubrzavanje rasta i diferencijacije tkiva, na primer za zarastanje rana. Najčešće se takvi materijali veštački sintetišu iz rastvaranja kolagena. Međutim, ni najnaprednije tehnologije nisu u stanju da stvore kolagene „mreže” koje tačno ponavljaju strukturu prirodnog ćelijskog okruženja, najpovoljnijeg za njegovu regeneraciju, odnosno popravku tkiva.
Naučnici sa Baltičkog federalnog univerziteta Imanuel Kant (Kalinjingrad) sa svojim kolegama sa Državnog univerziteta Voronjež (Voronjež) predložili su da se prirodni kolagen ekstrahovan iz lignje Dosidicus gigas koristi kao skela tkiva za rast ćelija umesto veštački sintetizovanog kolagena.
Ova velika morska životinja je najpopularnija komercijalna vrsta lignji koja se koristi u kuvanju, a takođe i od strane naučnika kada proučavaju životinjski mozak i ponašanje. S obzirom na dostupnost i velike količine ulova Dosidicus gigas (do 700 tona godišnje), ova vrsta još uvek može postati izvor kolagena za medicinske svrhe u industrijskim razmerama.
Autori su izdvojili kolagen iz kože lignje, zatim je protein pomešan sa glicerinom i vodom i osušen u posebnoj komori, kako bi se oblikovao u obliku skele. Izdržljivost i elastičnost dobijenog vlaknastog materijala je zatim testirana istezanjem uzorka. Ispostavilo se da se mehanička svojstva materijala poklapaju sa onima koji se već koriste kao ćelijske skele u regenerativnoj medicini.
Analiza sekvence aminokiselina, koja je deo proteina, pokazala je da je kolagen Dosidicus gigas sličan kolagenu sisara, što ga čini mogućim za rad sa ljudskim ćelijskim kulturama bez rizika od odbacivanja.
Da bi eksperimentalno dokazali da je skela za lignje pogodna za uzgoj ljudskih ćelija, naučnici su postavili uzorke u male plastične zidove ispunjene hranljivim materijama, a zatim na njihove površine primenili kulture ljudskih matičnih ćelija.
Posmatranja ćelijske kulture su pokazala da su se za četiri dana ćelije snažno vezale za kolagensku skelu, formirajući veliku mrežu jedna sa drugom. Osim toga, ćelije su počele da aktivno stupaju u interakciju sa supstratom, transformišući ga i oslobađajući ekstracelularni matriks u okolinu – molekule koji igraju važnu ulogu u obnavljanju tkiva. Autori su takođe zaključili da kolagen lignje nema toksično dejstvo, jer je medijan preživljavanja ćelija koje su tamo uzgajane iznosio 90%.
„Tehnologija stvaranja kolagenih skela od proteina lignje je prilično jednostavna, pa se stoga lako može koristiti u industrijskom obimu. Eksperimenti su pokazali da naš predloženi materijal ima visoku izdržljivost i elastičnost, biokompatibilan je, netoksičan, a takođe doprinosi na rast, deobu i migraciju ćelija ljudskog embriona. Ovo sugeriše da se može smatrati obećavajućom zamenom za sintetički kolagen, koji se trenutno koristi u savremenoj regenerativnoj medicini“, kaže Evgenij Čupahin, vanredni profesor PSC Instituta za medicinu i životne nauke na Imanuelu Kantu. Baltički savezni univerzitet.
Rezultati rada već su privukli interesovanje industrije. Na primer, samo jedna kompanija Varseas proizvodi kolagen opisanog tipa u Rusiji.
Studija je objavljena u časopisu Polimers.
