Elektroder av plast kopplades till celler

Forskare vid Linköpings universitet har för första gången lyckats koppla organisk elektronik till enskilda cellmembran. Målet på sikt är att kunna behandla neurologiska sjukdomar med hög precision.

– Vi skulle kunna rikta in oss på enskilda celler och utforska hur det påverkar deras funktionalitet och förmåga att förbli friska, säger Chiara Musumeci, forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet.

Det har länge varit känt att olika delar av hjärnan går att stimulera med hjälp av elektricitet. Men metoderna är ofta grova och påverkar stora delar av hjärnan. Det kan även behövas metallelektroder för att träffa rätt del av hjärnan, men den hårda metallen kan skada hjärnvävnaden och orsaka inflammation eller ärrbildning.

Ledande mjuk plast

Forskare vid Linköpings universitet har velat hitta en lösning för att kunna behandla specifika delar av hjärnan. De har undersökt om det kan göras med hjälp av ledande plaster, polymerer.

– Målet är att kombinera biologiska system med elektroder, specifikt med hjälp av organiska ledande polymerer. I och med att polymererna är mjuka och formbara samt kan transportera både elektricitet och joner är de att föredra framför konventionella elektroder, säger Chiara Musumeci.

Behandling av neurologiska sjukdomar

Tillsammans med kollegor vid Karolinska institutet har forskargruppen lyckats förankra den ledande plasten till enskilda levande cellmembran. Det här är något som öppnar för mer precisa behandlingar av bland annat neurologiska sjukdomar i framtiden.

– Just nu är våra resultat ganska generella vilket är bra. Då kan vi i fortsättningen utforska vilka typer av sjukdomar den här metoden skulle vara lämplig för. Men det behövs mer forskning innan vi kan säga något med säkerhet, säger Alex Bersellini Farinotti, forskare vid Karolinska institutet.

Förankrades i celler

Tidigare försök att förankra organisk elektronik till cellytor har gjorts, men då med genetiskt modifierade celler som gör membranen mer mottagliga.

I den aktuella studien har forskarna inte använt genmodifierade celler, men ändå lyckats få en tät koppling utan att påverka cellens övriga funktioner.

För att lyckas använde forskarna en tvåstegsprocess. Först används en förankringsmolekyl för att skapa en fästpunkt i cellmembranet. I andra änden av molekylen finns en struktur där själva polymerelektroden kan fästa.

Mer forskning krävs

Nästa steg i forskningen är att få en mer jämnt fördelad och stabil förankring över membranet. Men forskarna vill också se hur polymerkopplingen beter sig över tid.

– Vi har tagit ett stort steg framåt nu. Men vi kan inte säga med säkerhet att det kommer att fungera i levande vävnad. Det här är grundforskning där vi nu försöker fundera ut vägen framåt, säger doktoranden Hanne Biesmans vid Linköpings universitet.

Vetenskaplig studie:

From synthetic vesicles to living cells: Anchoring conducting polymers to cell membrane, Science Advances.