Advance może pomóc w bezpieczniejszym hodowaniu komórek macierzystych

How we're growing baby corals to rebuild reefs | Kristen Marhaver (Czerwiec 2019).

Anonim

Najbardziej produktywny sposób, w jaki naukowcy opracowali hodowlę kolonii ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, polega na zrobieniu tego na łożu komórek myszy. Może to być dobre dla badań laboratoryjnych, ale stwarza niedopuszczalne ryzyko zanieczyszczenia komórek macierzystych przeznaczonych do przeszczepienia ludziom. W nowym badaniu bioenginerzy z Uniwersytetu Browna opracowali syntetyczne łoże, które działa równie dobrze jak komórki mysie, zwane fibroblastami, bez żadnej możliwości skażenia.

"Złoty standard wytwarzania najlepszych komórek macierzystych zaczynałby się od embrionalnych komórek macierzystych i hodowania ich na mysiej zarodkowej warstwie fibroblastycznej" - powiedziała Diane Hoffman-Kim, profesor nauk medycznych i inżynierii. "Gdybyśmy mogli zrozumieć elementy tego złotego standardu, moglibyśmy spróbować stworzyć gotowy produkt".

Ten potencjalny produkt byłby jednym z leków, które mogłyby przyspieszyć terapię komórkami macierzystymi poprzez usunięcie myszy z obrazu, powiedział Hoffman-Kim, współodpowiadający autor z Ericiem Darlingiem, także profesorem nauk medycznych i inżynierii w Brown.

Naukowcy prowadzeni przez byłego doktoranta Hoffmana-Kima, Cristinę Lopez-Fagundo, opisali swój postęp w piśmie Acta Biomaterialia. Okazuje się, że kluczowymi elementami mysich fibroblastów, których nauczyli się naśladować, są sztywność komórek i nierówność utworzonego przez nie łóżka.

Poprzez rozprowadzenie specjalnie wykonanego materiału na fibroblastach, naukowcy stworzyli gumową formę. Kiedy następnie użyli go do stworzenia łóżek o właściwościach podobnych do rzeczywistych, zauważyli, że mogą pielęgnować i utrzymywać porównywalne - choć nie identyczne - kolonie embrionalnych mysich komórek macierzystych na nich.

"To nie jest złoty standard i nie mówimy, że tak jest", powiedział Lopez-Fagundo, "ale to zdecydowanie rekompensuje wady hodowli z mysimi zarodkowymi fibroblastami".

Mierzenie mimika

Eksperymenty wykazały, że kolonie komórek macierzystych pielęgnowane na syntetycznych złożach były początkowo nieco mniejsze, ale czasem większe. Po trzech tygodniach hodowli zarówno liczba kolonii, jak i powierzchnia były podobne. Trzecie łóżko włączone jako kontrola doświadczalna, powierzchnia o optymalnej sztywności, ale bez nierówności, całkowicie nie doprowadziła do rozwoju komórek.

W następnej serii eksperymentów sprawdzono, czy mysie embrionalne kolonie komórek macierzystych hodowane na syntetycznych lub złocistych standardach z użyciem fibroblastów dojrzeją porównywalnie dobrze. Zespół był w stanie wykazać, że mogą one indukować komórki macierzyste ze złoża w celu różnicowania się w każdą z trzech "warstw zarodkowych", które są prekursorami tkanki: endodermą, która staje się wewnętrznymi strukturami ciała, takimi jak przewód żołądkowo-jelitowy; mezoderma, która staje się wieloma układami narządów, w tym serca; i ektoderma, która staje się układem nerwowym.

Więcej w przyszłości

Hoffman-Kim i Lopez-Fagundo przyznają, że mają więcej pracy do wykonania, zanim ich postęp stanie się przydatny do zwiększenia produkcji komórek macierzystych do celów klinicznych. Zaczęli testować syntetyczne łoże z nie zarodkowymi ludzkimi komórkami macierzystymi, które mają podobny potencjał, aby stać się różnymi tkankami jako embrionalne. Demonstrowanie technologii w komórkach ludzkich jest kluczowym krokiem.

Chcą również odpowiedzieć na bardziej fundamentalne pytanie: co jest takiego w sztywności fibroblastów i wyboistości tworzonej przez nich warstwy, która jest tak ważna w pielęgnowaniu kolonii komórek macierzystych? Aby się tego nauczyć, należy ujawnić co najmniej jedną z wielu niewiadomych biologii komórek macierzystych.

"W tej chwili jesteśmy na granicy, jeśli chodzi o hodowlę i wykorzystywanie komórek macierzystych" - powiedział Hoffman-Kim. "Nie jest jeszcze w pełni rozwiązany".

menu
menu