En stamcelles udviklingsvej afhænger af dens form

For at styre en stamcelle ad den ønskede udviklingsvej er det slet ikke nødvendigt at forsyne den med de passende hormoner og andre biokemiske signaler; det er nok blot at tvinge den til at tage form af en celle i det ønskede væv.

Hvad får stamceller til at transformere sig til en bestemt celletype? For eksempel, hvordan ved knoglestamceller, at de skal blive til knogleceller i stedet for bruskceller? Disse spørgsmål er af stor betydning for både grundvidenskab og anvendt videnskab. Inden for regenerativ medicin erstattes sygt væv af sundt væv, der stammer fra stamceller, og læger skal være sikre på, at stamcellerne vil transformere sig til det ønskede væv.

Det er kendt, at sådanne celler adlyder kemiske signaler: et hormon kan beordre en stamcelle til at give ophav til et bestemt modent væv. På den anden side er der bevis for, at celledifferentiering afhænger af den type overflade, som cellekulturen lever og reproducerer sig på: cellens kontakt med substratet bestemmer dens skæbne. Forskere fra National Institute of Standards and Technology (USA) foreslår, at transformationen af en stamcelle afhænger af den form, den måtte antage.

For at dyrke væv fra stamceller bruger læger midlertidige polymerimplantater, der fungerer som et substrat, et tredimensionelt fundament. Skeletimplantatet organiserer cellerne i rummet og styrer deres vækst. I eksperimentet plantede forskerne knoglevævsstamceller på flere typer af sådanne implantater, der adskilte sig i rumlig struktur. I dette tilfælde blev cellerne dyrket uden tilsætning af hormoner eller andre stoffer, der kunne "fortælle" dem om udviklingsvejen. Som et resultat begyndte stamcellerne kun i ét ud af fem tilfælde at akkumulere calcium, hvilket er bevis på deres transformation til en moden knoglecelle. For at kunne binde sig til dette substrat måtte cellerne strække sig ud og give lange udløb, det vil sige tage form af en moden osteocyt.

Således, som forfatterne skriver i tidsskriftet Biomaterials, kan stamceller skubbes ind på den ønskede udviklingsvej uden nogen kemiske signalcocktails. Det er nok at give dem den karakteristiske form, der er forbundet med cellerne i det ønskede væv.

Ved første øjekast er resultatet mærkeligt og uforståeligt. Det er ligesom at sige, at studerende bliver læger, fordi de er tvunget til at bære hvide kitler i lægestudiet. Forskere har endnu ikke forklaret, hvordan cellemorfologi bestemmer deres adfærd. Men den rumlige metode til at dyrke nyt væv virker selvfølgelig billigere og enklere end signalkemisk "dyrkning".