Naukowcy Używają trójwymiarowego środowiska do przyspieszenia wzrostu komórek macierzystych
Spisu treści:
Przez około dziesięć lat naukowcy byli w stanie przekształcać dojrzałe komórki w komórki macierzyste.
Proces polega na włożeniu garstki genów do jądra już zróżnicowanej komórki, takiej jak komórka skóry. Te geny nakazują komórce powrót do stanu pierwotnego, niezróżnicowanego, takiego jak te we wczesnych embrionach.
ReklamaReklama Takie komórki nazywane są "indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi" lub komórkami iPS, a ich zdolność do przekształcania się w dowolną komórkę w ludzkim ciele oznacza, że mają ogromny potencjał naukowy i terapeutyczny.
Jednak technika laboratoryjna, której obecnie używają naukowcy do wytwarzania komórek iPS, zajmuje dużo czasu i nie wytwarza wielu komórek. To wielka przeszkoda dla badań.
W tym miesiącu grupa szwajcarskich naukowców ogłosiła, że może znaleźć sposób na przyspieszenie działań i pozwolić im na porzucenie szalki Petriego.
"Obecnie mamy dostępną dwuwymiarową plastikową powierzchnię, której wiele, wiele komórek macierzystych w ogóle nie lubi" - mówi dr Matthias Lutolf, profesor Ecole Polytechnique Federale de Lausanne w Szwajcarii i główny autor badania, opublikowany w czasopiśmie Nature Materials.
Czytaj więcej: Terapia komórkami macierzystymi możliwa terapia reumatoidalnego zapalenia stawów »
Going 3-D dla lepszego wzrostu
Lutolf powiedział Healthline, że on i jego zespół postawili hipotezę, że komórki pluripotencjalne zachowują się inaczej, gdyby znajdowały się w środowisku, które lepiej naśladuje trójwymiarowe warunki ludzkiego ciała.
W organizmie komórki są zawieszone w sieci kolagenu i innych molekuł znanych jako macierz pozakomórkowa. Zespół mógłby w przybliżeniu zbliżyć to środowisko do ludzkiego polimeru znanego jako żel PEG (glikol polietylenowy).
Stwierdzili, że zarówno mysie jak i ludzkie komórki hodowane w żelu transformowały się do komórek iPS bardziej wydajnie i szybciej niż komórki hodowane na płytce Petriego. W rzeczywistości komórki żelu uległy transformacji w czasie o połowę krótszym niż wzrost komórek w naczyniu.
Ich innowacja może być prawdziwym dobrodziejstwem dla naukowców zajmujących się komórkami macierzystymi, powiedział Kevin Whittlesey, starszy oficer naukowy w California Institute for Regenerative Medicine.
Mówimy o leczeniu, a nie o leczeniu. Kevin Whittlesey, Kalifornijski Instytut Medycyny RegeneracyjnejObecnie trwają miesiące, aby wyhodować komórki iPS w laboratorium, a miesiące później, aby wyprodukować konkretne komórki, których naukowiec może potrzebować w ilości potrzebnej do badań, powiedział. A to oznacza płacenie za dużo kosztownego sprzętu laboratoryjnego.
ReklamaReklama "W każdym z tych procesów produkcyjnych czas to pieniądz", powiedział Whittlesey Healthline.
Jeśli proces może zostać zwiększony, wypłata jest potencjalnie ogromna - i to nie tylko finansowo.
Teoretycznie naukowcy przyszłości mogliby pobrać komórki ze skóry pacjenta, przekształcić je w komórki macierzyste, a następnie wyhodować każdą tkankę potrzebną pacjentowi. W rezultacie przeszczepy narządów idealnie pasują do dawcy i biorcy - ponieważ są to ta sama osoba.
Ogłoszenie"Mówimy o leczeniu, a nie o leczeniu" - powiedział Whittlesey.
Do tej pory terapia komórkami macierzystymi wykazała pewien sukces w leczeniu pacjentów ze stwardnieniem rozsianym oraz w rozwijających się chrząstkach, kościach i nerkach w modelach zwierzęcych.
ReklamaReklama Zarówno komórki embrionalne, jak i iPS można również stosować do badania chorób na poziomie komórkowym i do badania leków pod kątem działań niepożądanych w laboratorium przed podaniem ich pacjentom.
Czytaj więcej: Kombinacja komórek macierzystych, terapia lekowa może odwrócić cukrzycę typu 2 »
Problemy wymagające poprawek
Ale wciąż istnieje wiele barier oddzielających pacjentów od wyleczeń komórek macierzystych.
OgłoszenieZ definicji komórki macierzyste dzielą się niezaznaczone, tak jak komórki rakowe. Wprowadzenie niezróżnicowanych komórek macierzystych do pacjenta naraziłoby pacjenta na ryzyko raka.
Ponadto zarówno embrionalne, jak i iPS komórki macierzyste są bardzo trudne do kontrolowania. Nawet linie komórek pochodzące z tej samej komórki macierzystej - która powinna być genetycznie identyczna - mogą zachowywać się inaczej niż się nawzajem. Niektóre linie komórkowe znacznie lepiej niż inne stają się pewnymi tkankami. Nikt naprawdę nie rozumie, dlaczego.
ReklamaReklama Eksperyment żelu nie rozwiązuje żadnego z tych problemów. Lutolf wyjaśnia, że jego zespół wykazał jedynie "dowód zasady", że żel może być z powodzeniem wykorzystywany do produkcji komórek macierzystych, chociaż nie są do końca pewni, dlaczego tak dobrze działa.
Podejrzewa, że ma to związek ze sposobem kształtowania się komórek w miarę ich wzrostu.
"Używając trójwymiarowego środowiska, sortujemy mechanicznie komórki, aby rosły jak komórki macierzyste" - powiedział Lutolf.
Dowiedz się więcej: Badacze zrywają proces starzenia się »
Runda jest lepsza niż płaska
Komórki skóry, od których pochodzą komórki iPS są znacznie bardziej płaskie niż komórki macierzyste. Szeroki poziom płytki Petriego zachęca komórki do rozprzestrzeniania się jak ich macierzyste komórki skóry.
Ale w matrycy żelowej wrażliwe młode komórki są ograniczone ze wszystkich stron, tworząc środowisko znacznie lepiej dostosowane do okrągłych komórek macierzystych niż płaskie komórki skóry.
Sądzimy, że to naprawdę zmieni sposób, w jaki ludzie odkrywają narkotyki i testują narkotyki. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de LausanneNie po raz pierwszy komórki zostały wyhodowane w środowiskach trójwymiarowych. W rzeczywistości naukowcy wyhodowali miniaturowe organy, umożliwiając komórkom macierzystym samoorganizację w matrycach żelowych. Holenderskie laboratorium wyhodowało w 2009 roku miniaturowe mięso myszy.
To odkrycie zainspirowało Lutolfa do tego, aby włączyć się do badania takich miniaturowych narządów, zwanych także "organoidami"."
" Uważamy, że to naprawdę zmieni sposób, w jaki ludzie odkrywają narkotyki i testują narkotyki "- powiedział.
A może pewnego dnia leczyć pacjentów.
