Wpływ topografii (nano)materiałów na zachowanie ludzkich komórek neuralnych - Litowczenko-Cybulska, Jagoda Dominika (My University, 2020)
Celem prowadzonych badań w ramach przygotowywanej rozprawy doktorskiej było badanie wzrostu i zdolności do różnicowania komórek neuralnych na wytworzonych podłożach (krzemowo-złotych, krzemowych i polimerowych) o ściśle określonej topografii powierzchni (nanorowki) oraz ustalonych właściwościach fizykochemicznych. Hipoteza badawcza zakładała, że matryce stanowią optymalne i biokompatybilne podłoża (ang. Scaffolds) do hodowli i ukierunkowanego wzrostu komórek neuronalnych oraz różnicowania neuralnych komórek macierzystych. Od lat prowadzone są badania nad nanomateriałami, które mogą być wykorzystywane w inżynierii tkankowej m. in. do regeneracji układu nerwowego. Takie podłoża powinny być biokompatybilne i nie zaburzać adhezji komórek i ich różnicowania. Wiele doniesień naukowych wskazuje na silny wpływ biomateriałów o określonych nanowzorach na ukierunkowany wzrost oraz różnicowanie komórek macierzystych. W pracy doktorskiej, za pomocą technik skaningowej mikroskopii elektronowej, mikroskopii sił atomowych oraz mikroskopii konfokalnej zbadano wzrost komórek neuralnych na badanych rusztowaniach komórkowych. Wyniki ujawniły wpływ topografii nanomateriałów na wzrost i różnicowanie komórkowe. Różnicowanie neuralnych komórek macierzystych zostało potwierdzone detekcją białek markerowych różnicowania metodami immunocytochemii oraz analizą proteomów komórek.

The main aim of the research was to investigate the growth and ability of neural cells to differentiate, while cultured on the carefully designed substrates (silicon-gold, silicon and polymeric) with defined surface topography (nanogrooves) as well as recognized physico-chemical properties. The estabilished research hypothesis is whether the fabricated patterned matrices are the optimal and biocompatible substrates (scaffolds) for culturing and direct growth of human neuronal cells and direct differentiation of neural stem cells. Scientific groups have been looking for new materials which can be potentially applied in tissue engineering for nervous system regeneration, for years. Scaffold should have specific biological properties, including biocompatibility, support cell adhesion and differentiation. It has been confirmed that various morphologies of nanomaterials can signifficantlly affect the stem cell growth and differentiation. The neuronal cells cultured on the developed matrices were analyzed using scanning electron microscopy, atomic force microscopy and confocal microscopy. The obtained results indicate that nanomaterials topography influence directed growth and differentiation of neural cells. The ability of neural stem cells differentiaton cultured on scaffolds was confirmed by immunocytochemical detection of differentiation marker proteins and analyzing the cell proteomes.
“The influence of (nano)materials topography on the behavior of human neural cells”
Wydział Biologii
Keywords: Inżynieria tkankowa; tissue engineering; wpływ topografii na zachowanie komórek; influence of topography on cell behavior; rusztowania komórkowe; scaffolds; neuralne komórki macierzyste; neural stem cells; różnicowanie komórkowe; cell differentiation