1 października 2026 r. ukazało się badanie zespołu Northwestern University opisujące precyzyjnie segmentowane polimery supramolekularne i ich działanie w hodowlach komórkowych. W hodowlach neuronów zaobserwowano wzrost neurytów, czyli wypustek komórek nerwowych, a także zmiany aktywności wapniowej i liczby synaps.
Polimer z precyzyjnie ułożonymi ładunkami
Badane materiały to włókniste, zawierające peptydy polimery supramolekularne. Ich segmenty można było układać w określonej kolejności i kontrolować długość całej struktury. W podsumowaniu badania opisano włókna dłuższe niż 30 μm, o masie molowej rzędu miliarda daltonów.
W wariancie badanym na neuronach niewielki segment o ładunku dodatnim znajdował się między segmentami o ładunku ujemnym. Dodatni obszar kotwiczył włókno na ujemnie naładowanej powierzchni neuronu, a połączone z nim ujemne segmenty pozostawały w pobliżu komórki i były dynamiczne.
Jak układ ładunków oddziałuje z neuronem
Co zaobserwowano w hodowlach komórkowych
Neurony poddane działaniu wybranego układu segmentów wytwarzały dłuższe, bardziej rozgałęzione neuryty. Po siedmiu dniach całkowita aktywność wapniowa tych neuronów była czterokrotnie większa niż w grupie kontrolnej. Pomiar dotyczył odpowiedzi wapniowej komórek po ich pobudzeniu.
Po 14 dniach w hodowlach poddanych działaniu polimeru powstało więcej synaps niż w kontrolnych hodowlach neuronów. W doświadczeniach z ludzkimi neuronalnymi komórkami progenitorowymi zaobserwowano również wypukłe, trójwymiarowe skupiska połączone aksonami.
W doświadczeniach kontrolnych struktury złożone wyłącznie z dodatnio naładowanych segmentów powodowały obumieranie neuronów. Układy z samymi segmentami ujemnymi oraz te z losowo wymieszanymi ładunkami nie wywoływały zauważalnej reakcji. Wzrost neurytów zaobserwowano przy określonym układzie: dodatnim segmencie centralnym i ujemnych segmentach po bokach.
Co wyniki mówią o projektowaniu materiałów
Wyniki z hodowli pokazują, że znaczenie miał nie tylko skład polimeru, lecz także precyzyjny układ jego naładowanych segmentów. Badane włókna nie zawierały sekwencji peptydowych z sygnałami zaprojektowanymi specjalnie do pobudzania receptorów neuronów.
