To shed light on cell-adhesion-related molecular pathways, synthetic cells offer the unique advantage of a well-controlled model system with reduced molecular complexity. Herein, we show that liposomes with the reconstituted platelet integrin αIIbβ3 as the adhesion-mediating transmembrane protein are a functional minimal cell model for studying cellular adhesion mechanisms in a defined environment. The interaction of these synthetic cells with various extracellular matrix proteins was analyzed using a quartz crystal microbalance with dissipation monitoring. The data indicated that integrin was functionally incorporated into the lipid vesicles, thus enabling integrin-specific adhesion of the engineered liposomes to fibrinogen- and fibronectin-functionalized surfaces. Then, we were able to initiate the detachment of integrin liposomes from these surfaces in the presence of the peptide GRGDSP, a process that is even faster with our newly synthesized peptide mimetic SN529, which specifically inhibits the integrin αIIbβ3.

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Um die mit der Zelladhäsion zusammenhängenden molekularen Signalwege aufzuklären, bieten synthetische Zellen den einzigartigen Vorteil eines gut kontrollierten Modellsystems mit reduzierter molekularer Komplexität. In der vorliegenden Arbeit zeigen wir, dass Liposome mit rekonstituiertem Blutplättchenintegrin αIIbβ3 als adhäsionsvermittelndes Transmembranprotein für ein funktionales, minimales Zellmodell dienen können, um zelluläre Adhäsionsmechanismen in einer definierten Umgebung zu studieren. Die Wechselwirkung dieser synthetischen Zellen mit unterschiedlichen extrazellulären Matrixproteinen wurde mithilfe der Quarzkristallmikrowaage mit Dissipationsanalyse (QCM‐D; quartz crystal microbalance with dissipation monitoring) untersucht. Die Daten zeigten, dass Integrin funktionell in die Lipidvesikel inkorporiert wurde, wodurch die integrinspezifische Adhäsion der hergestellten Liposome auf mit Fibrinogen (Fg) und Fibronektin (Fn) funktionalisierten Oberflächen möglich war. Anschließend konnte das Ablösen der Integrin‐Liposome von diesen Oberflächen bei Zugabe des Peptids GRGDSP eingeleitet werden. Effizienter erfolgte das Ablösen mit unserem neu synthetisierten Peptidmimetikum SN529, das spezifisch Integrin αIIbβ3 blockiert.