Stamceller for sykdomsbehandling: En nanofibermatrise for helbredelse

En ny nanofiber-på-mikrofiber-matrise kan bidra til å produsere flere stamceller av bedre kvalitet for sykdomsbehandling og regenerative terapier. En matrise laget av gelatin nanofibre på et syntetisk polymer mikrofibernett kan gi en bedre måte å dyrke store mengder friske menneskelige stamceller.

Dette er menneskelige stamceller som vokste på "fiber-på-fiber".’ dyrkingssystem. (Kreditt: Kyoto University iCeMS)

Utviklet av et team av forskere ledet av Ken-ichiro Kamei fra Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), "fiber-på-fiber".’ (FF) matrise forbedrer for tiden tilgjengelige stamcelledyrkingsteknikker.

Forskere har utviklet 3D-dyrkingssystemer for å tillate menneskelige pluripotente stamceller (hPSCs) å vokse og samhandle med omgivelsene i alle tre dimensjoner, som de ville gjort inne i menneskekroppen, heller enn i to dimensjoner, som de gjør i en petriskål.

Pluripotente stamceller har evnen til å differensiere til alle typer voksenceller og har et stort potensial for vevsregenereringsterapier, behandling av sykdommer, og for forskningsformål.

De fleste rapporterte 3D-dyrkingssystemer har begrensninger, og resultere i lave mengder og kvalitet av dyrkede celler.

Kamei og kollegene hans laget gelatin nanofibre på et mikrofiberark laget av syntetisk, biologisk nedbrytbar polyglykolsyre. Humane embryonale stamceller ble deretter sådd på matrisen i et cellekulturmedium.

FF-matrisen tillot enkel utveksling av vekstfaktorer og kosttilskudd fra kulturmediet til cellene. Også, stamcellene festet seg godt til matrisen, resulterer i robust cellevekst: etter fire dager med kultur, mer enn 95% av cellene vokste og dannet kolonier.

Teamet oppskalerte også prosessen ved å designe en gass-permeabel cellekulturpose der flere cellelastet, foldede FF-matriser ble plassert. Systemet ble designet slik at det var nødvendig med minimale endringer i det indre miljøet, redusere mengden stress som legges på cellene. Dette nyutviklede systemet ga et større antall celler sammenlignet med konvensjonelle 2D- og 3D-kulturmetoder.

“Metoden vår tilbyr en effektiv måte å utvide hPSC-er av høy kvalitet på på kortere sikt,” skriver forskerne i sin studie publisert i tidsskriftet Biomaterialer. Også, fordi bruken av FF-matrisen ikke er begrenset til en bestemt type kulturbeholder, det gir mulighet for å skalere opp produksjonen uten tap av cellefunksjoner. “I tillegg, ettersom nanofibermatriser er fordelaktige for dyrking av andre adherente celler, inkludert hPSC-avledede differensierte celler, FF-matrise kan være anvendelig for storskala produksjon av differensierte funksjonelle celler for forskjellige applikasjoner,” konkluderer forskerne.

Kilde: www.laboratoryequipment.com, av Kyoto University