Vědci používají 3-D prostředí k urychlení růstu kmenových buněk
Obsah:
- Bylo zjištěno, že myší i lidské buňky pěstované v gelu se transformují na buňky iPS efektivněji a rychleji než buňky kultivované v Petriho misce. Ve skutečnosti se gelové buňky přeměňují v polovině doby, kdy buňky vyrůstaly v misce.
- Podle definice se kmenové buňky rozdělují nekontrolovaně, stejně jako rakovinné buňky. Zavedení nediferencovaných kmenových buněk do pacienta by vystavilo pacienta riziku vzniku rakoviny.
- Myslíme si, že to opravdu změní způsob, jak lidé objeví drogy a testují drogy. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
Vědci dokázali asi deset let transformovat zralé buňky do kmenových buněk.
Proces zahrnuje vložení hrstky genů do jádra již diferencované buňky, jako buňky kůže. Tyto geny řeknou buňce, aby se vrátily do původního, nediferencovaného stavu, jako jsou ty, které se nacházejí v časných embryích.
Takové buňky se nazývají "indukované pluripotentní kmenové buňky" nebo buňky iPS a jejich schopnost proměnit se v jakoukoli buňku v lidském těle znamená, že mají obrovský vědecký a terapeutický potenciál. Ale vědci, kteří v současné době používají laboratorní techniky, aby buňky iPS trvaly dlouhou dobu a nevytvářejí mnoho buněk. To je velký úskok pro výzkum.
Skupina švýcarských vědců v tomto měsíci oznámila, že možná našla způsob, jak urychlit věci a dovolit jim, aby vyndali Petriho misku.
Přečtěte si více: Terapie kmenových buněk jako léčba revmatoidní artritidy »
Lutolf řekl Healthline, že on a jeho tým předpokládali, že pluripotentní buňky by se chovaly jinak, kdyby se nacházely v prostředí, které lépe napodobovalo trojrozměrné podmínky lidského těla.
V těle jsou buňky suspendovány v síti kolagenu a dalších molekul známých jako extracelulární matrice. Tým mohl víceméně přiblížit toto prostředí lidskému polymeru známému jako PEG (polyethylenglykolový) gel.Bylo zjištěno, že myší i lidské buňky pěstované v gelu se transformují na buňky iPS efektivněji a rychleji než buňky kultivované v Petriho misce. Ve skutečnosti se gelové buňky přeměňují v polovině doby, kdy buňky vyrůstaly v misce.
Jejich inovace by mohla být skutečným přínosem pro vědce z kmenových buněk, řekl Kevin Whittlesey, vedoucí vědecký důstojník Kalifornského institutu pro regenerační medicínu.
Mluvíme o lécích, ne o léčbě. Kevin Whittlesey, Kalifornský institut pro regenerační medicínu
V současné době trvá měsíce, než buňky budují buňky iPS v laboratoři a měsíce za tím, aby produkovaly specifické buňky, které vědec mohl chtít v množství potřebném pro výzkum, řekl. A to znamená platit za spoustu drahých laboratorních zařízení.
ReklamaZveřejňovat
"V každém z těchto výrobních procesů je čas peněz," řekla Whittlesey Healthline.Pokud by se proces mohl zvýšit, výplata je potenciálně obrovská - a ne jen finančně.
Teoreticky budou vědci budoucnosti schopni převzít buňky z kůže pacienta, přeměnit je na kmenové buňky a potom rozvinout jakékoliv tkáně, které pacient potřebuje. To by mělo za následek transplantace orgánů, které jsou dokonalou shodou mezi dárcem a příjemcem - protože jsou to stejné osoby.Reklama
"Hovoříme o lécích, ne o léčbě," řekla Whittlesey.
Terapie kmenových buněk dosud prokázaly úspěch při léčbě pacientů s roztroušenou sklerózou a růst chrupavek, kostí a ledvin u zvířecích modelů.
ReklamaZveřejňovatJak embryonální, tak buňky iPS by mohly být také použity pro studium onemocnění na buněčné úrovni a pro kontrolu nežádoucích účinků v laboratoři před podáním pacientům.
Přečtěte si více: Kombinace léčivých přípravků obsahujících kmenové buňky, terapie léků mohou způsobit cukrovku typu 2 »
Problémy, které je třeba opravitExistuje však spousta bariér, které oddělují pacienty od léčby kmenových buněk.
Reklama
Podle definice se kmenové buňky rozdělují nekontrolovaně, stejně jako rakovinné buňky. Zavedení nediferencovaných kmenových buněk do pacienta by vystavilo pacienta riziku vzniku rakoviny.
Takže i embryonální i kmenové buňky iPS jsou obtížně ovládány. Dokonce i linie buněk pocházejících ze stejné rodičovské buňky - které by měly být geneticky identické - se mohou chovat jinak než jedna druhá. Některé buněčné linie jsou mnohem lepší než jiné, když se stanou určitými tkáněmi. Nikdo skutečně nerozumí proč.
ReklamaZveřejňovatGelový experiment neřeší ani jeden z těchto problémů. Lutolf vysvětluje, že jeho tým pouze ukázal "důkaz o principu", že gel může být úspěšně použit k výrobě kmenových buněk, ačkoli nejsou si jisti, proč to funguje tak dobře.
Má podezření, že to má co do činění se způsobem, jakým jsou buňky tvarovány, jak rostou.
"Při použití trojrozměrného prostředí budeme mechanicky vybíhat buňky, aby rostly jako kmenové buňky," řekl Lutolf.Čtěte více: Vědci rozbíjeli proces stárnutí »
Kolo je lepší než ploché
Kožní buňky, ze kterých jsou odvozeny buňky iPS, jsou mnohem plochější než kmenové buňky. Široká rovina Petriho misky podporuje buňky, aby se rozložily jako jejich mateřské kožní buňky.
Ale v gelové matrici jsou dojemné mladé buňky omezené na všech stranách, což vytváří prostředí mnohem lépe přizpůsobené kulatým kmeňovým buňkám než ploché buňky.
Myslíme si, že to opravdu změní způsob, jak lidé objeví drogy a testují drogy. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
Není to poprvé, kdy byly buňky kultivovány v 3D prostředí. Vědci ve skutečnosti rozmnožili miniaturní orgány tím, že umožňují vlastním organizacím kmenové buňky v gelových matricích. Holandská laboratoř v roce 2009 vyrůstala v miniaturní myšlenkové střevě.
Tento objev inspiroval Lutolfa, aby se obrátil vedle vyšetřování takových miniaturních orgánů, také známých jako "organoidy"."
" Myslíme si, že to opravdu změní způsob, jakým lidé objeví drogy a testují drogy, "řekl.A možná, jednoho dne, léčí pacienty.
