Komórki macierzyste do leczenia chorób: Matryca z nanowłókien do leczenia

Nowa matryca nanowłókna na mikrofibry może pomóc w produkcji większej liczby komórek macierzystych lepszej jakości do leczenia chorób i terapii regeneracyjnych. Matryca wykonana z nanowłókien żelatynowych na siatce z syntetycznego polimeru z mikrowłókien może zapewnić lepszy sposób hodowania dużych ilości zdrowych ludzkich komórek macierzystych.

Są to ludzkie komórki macierzyste, które wyrosły na „włóknie na włóknie”’ system hodowli. (Kredyt: Uniwersytet w Kioto iCeMS)

Opracowany przez zespół naukowców kierowany przez Ken-ichiro Kamei z Instytutu Zintegrowanej Nauki o Materiałach Komórkowych Uniwersytetu w Kioto (iCeMS), „włókno na włóknie”’ (FF) matrix poprawia się w stosunku do obecnie dostępnych technik hodowli komórek macierzystych.

Naukowcy opracowali systemy hodowli 3D, aby umożliwić ludzkim pluripotencjalnym komórkom macierzystym (hPSC) rozwijać się i wchodzić w interakcje z otoczeniem we wszystkich trzech wymiarach, tak jak w ludzkim ciele, a nie w dwóch wymiarach, jak na szalce Petriego.

Pluripotencjalne komórki macierzyste mają zdolność różnicowania się w dowolny typ dorosłej komórki i mają ogromny potencjał w terapii regeneracji tkanek, leczenie chorób, i do celów badawczych.

Większość obecnie zgłaszanych systemów hodowli 3D ma ograniczenia, i skutkują niską ilością i jakością hodowanych komórek.

Kamei i jego koledzy wyprodukowali nanowłókien żelatynowych na arkuszu mikrofibry wykonanej z syntetycznego, biodegradowalny kwas poliglikolowy. Ludzkie embrionalne komórki macierzyste wysiano następnie na matrycę w pożywce do hodowli komórkowej.

Matryca FF umożliwiła łatwą wymianę czynników wzrostu i suplementów z pożywki hodowlanej do komórek. Także, komórki macierzyste dobrze przylegały do ​​macierzy, powodując silny wzrost komórek: po czterech dniach kultury, więcej niż 95% komórek rosło i tworzyło kolonie.

Zespół rozszerzył również proces, projektując przepuszczalną dla gazu torebkę do hodowli komórek, w której ładowanych jest wiele komórek, ułożono złożone matryce FF. System został zaprojektowany tak, aby wymagane były minimalne zmiany w środowisku wewnętrznym, zmniejszenie stresu wywieranego na komórki. Ten nowo opracowany system dał większą liczbę komórek w porównaniu z konwencjonalnymi metodami hodowli 2D i 3D.

“Nasza metoda oferuje skuteczny sposób na rozszerzenie hPSC o wysokiej jakości w krótszym czasie,” piszą naukowcy w swoich badaniach opublikowanych w czasopiśmie Biomateriały. Także, ponieważ użycie matrycy FF nie ogranicza się do konkretnego typu pojemnika na kulturę, pozwala na zwiększenie produkcji bez utraty funkcji komórki. “Dodatkowo, ponieważ matryce z nanowłókien są korzystne w hodowli innych komórek przylegających, w tym zróżnicowane komórki pochodzące z hPSC, Macierz FF może mieć zastosowanie do produkcji na dużą skalę zróżnicowanych komórek funkcjonalnych do różnych zastosowań,” naukowcy konkludują.

Źródło: „Ponieważ teraz lepiej rozumiemy, w jaki sposób organizm wpływa na kierunek różnicowania się komórek macierzystych, przez Uniwersytet w Kioto