Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το 3-D περιβάλλον για να επιταχύνουν την ανάπτυξη των βλαστικών κυττάρων
Πίνακας περιεχομένων:
- Η καινοτομία τους θα μπορούσε να αποτελέσει πραγματικό όφελος για τους επιστήμονες βλαστικών κυττάρων, δήλωσε ο Kevin Whittlesey, ανώτερος επιστημονικός υπεύθυνος στο Ινστιτούτο Αναγέννησης της Καλιφόρνιας.
- Επίσης, τόσο τα εμβρυϊκά όσο και τα βλαστοκύτταρα iPS είναι γνωστά δύσκολα στον έλεγχο. Ακόμη και οι γραμμές κυττάρων που προέρχονται από το ίδιο γονικό κύτταρο - που πρέπει να είναι γενετικά ταυτόσημες - μπορούν να συμπεριφέρονται διαφορετικά από το ένα το άλλο. Ορισμένες κυτταρικές σειρές είναι πολύ καλύτερες από άλλες όταν γίνονται ορισμένοι ιστοί. Κανείς δεν καταλαβαίνει πραγματικά γιατί.
- Δεν είναι η πρώτη φορά που τα κύτταρα έχουν καλλιεργηθεί σε 3-D περιβάλλοντα. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μικροσκοπικά όργανα, επιτρέποντας στα βλαστικά κύτταρα να αυτο-οργανώνονται σε πηκτές πηκτής. Ένα ολλανδικό εργαστήριο έχει αναπτύξει ένα μικροσκοπικό έντερο ποντικιού με αυτόν τον τρόπο το 2009.
Για περίπου μια δεκαετία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να μετατρέψουν ώριμα κύτταρα σε βλαστοκύτταρα.
Η διαδικασία περιλαμβάνει την εισαγωγή μιας χούφτας γονιδίων στον πυρήνα ενός ήδη διαφοροποιημένου κυττάρου, όπως ένα κύτταρο του δέρματος. Αυτά τα γονίδια λένε στο κύτταρο να επιστρέψει πίσω σε μια αρχέγονη, αδιαφοροποίητη κατάσταση όπως αυτή που βρέθηκε στα πρώιμα έμβρυα.
Αυτά τα κύτταρα ονομάζονται "επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα" ή κύτταρα iPS και η ικανότητά τους να μετατραπούν σε οποιοδήποτε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα σημαίνει ότι έχουν τεράστιο επιστημονικό και θεραπευτικό δυναμικό. Όμως, οι επιστήμονες της εργαστηριακής τεχνικής που χρησιμοποιούν σήμερα για να κάνουν τα κύτταρα iPS διαρκούν πολύ και δεν παράγουν πολλά κύτταρα. Αυτό είναι ένα μεγάλο εμπόδιο για την έρευνα.
Αυτό το μήνα, μια ομάδα Ελβετών ερευνητών ανακοίνωσε ότι ίσως βρήκαν έναν τρόπο να επιταχύνουν τα πράγματα και να τους επιτρέψουν να αποκόψουν το πιάτο Petri.
Διαβάστε περισσότερα: Θεραπείες βλαστικών κυττάρων μια πιθανή θεραπεία για τη ρευματοειδή αρθρίτιδα »
Στο σώμα, τα κύτταρα αιωρούνται σε ένα δίκτυο κολλαγόνου και άλλων μορίων γνωστών ως εξωκυττάρια μήτρα. Η ομάδα θα μπορούσε λίγο πολύ να προσεγγίσει αυτό το περιβάλλον με ένα ανθρώπινο πολυμερές γνωστό ως γέλη PEG (πολυαιθυλενογλυκόλη).
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι τόσο τα κύτταρα ποντικού όσο και τα ανθρώπινα κύτταρα που αναπτύχθηκαν στο πήκτωμα μετασχηματίστηκαν σε κύτταρα iPS αποτελεσματικότερα και πιο γρήγορα από τα κύτταρα που καλλιεργήθηκαν σε τρυβλίο Petri. Στην πραγματικότητα, τα κύτταρα πηκτώματος μετασχηματίστηκαν στο μισό χρόνο που χρειάστηκαν τα κύτταρα που αναπτύχθηκαν σε ένα πιάτο.Η καινοτομία τους θα μπορούσε να αποτελέσει πραγματικό όφελος για τους επιστήμονες βλαστικών κυττάρων, δήλωσε ο Kevin Whittlesey, ανώτερος επιστημονικός υπεύθυνος στο Ινστιτούτο Αναγέννησης της Καλιφόρνιας.
Μιλάμε για θεραπείες, όχι θεραπείες. Ο κ. Kevin Whittlesey, Ινστιτούτο Ανανεωτικής Ιατρικής της Καλιφόρνιας
Επί του παρόντος, χρειάζονται μήνες για να αναπτυχθούν κύτταρα iPS στο εργαστήριο και μήνες πέρα από αυτό για να παραχθούν τα συγκεκριμένα κύτταρα που μπορεί να θέλει ένας επιστήμονας στην ποσότητα που απαιτείται για την έρευνα. Και αυτό σημαίνει ότι πληρώνετε για πολλά ακριβό εξοπλισμό εργαστηρίου.
ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση
"Σε οποιαδήποτε από αυτές τις διαδικασίες παραγωγής, ο χρόνος είναι χρήμα», δήλωσε ο Whittlesey στην Healthline.
Εάν η διαδικασία μπορεί να κλιμακωθεί, η πληρωμή είναι δυνητικά τεράστια - και όχι μόνο οικονομικά.Θεωρητικά, οι επιστήμονες του μέλλοντος θα μπορούσαν να πάρουν κύτταρα από το δέρμα ενός ασθενούς, να τα μετατρέψουν σε βλαστοκύτταρα και στη συνέχεια να αναπτύξουν οποιοδήποτε ιστό που χρειάζεται ο ασθενής. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα μεταμοσχεύσεις οργάνων που είναι τέλεια αντιστοιχία μεταξύ δότη και παραλήπτη - επειδή είναι το ίδιο πρόσωπο.
Διαφήμιση«Μιλάμε για θεραπείες, όχι θεραπείες», είπε ο Whittlesey.
Μέχρι στιγμής, οι θεραπείες βλαστοκυττάρων έχουν δείξει κάποια επιτυχία στη θεραπεία ασθενών με σκλήρυνση κατά πλάκας και στην ανάπτυξη χόνδρου, οστού και νεφρών σε ζωικά μοντέλα.
Διαφήμιση
Τα εμβρυϊκά και τα iPS κύτταρα θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη ασθενειών σε κυτταρικό επίπεδο και για τη διαλογή φαρμάκων για ανεπιθύμητες ενέργειες στο εργαστήριο πριν χορηγηθούν σε ασθενείς.Διαβάστε περισσότερα: Συνδυασμός βλαστικών κυττάρων, θεραπείες φαρμάκων θα μπορούσαν να αντιστρέψουν τον διαβήτη τύπου 2 »
Προβλήματα που χρειάζονται διορθώσεις
Αλλά υπάρχουν ακόμα πολλά εμπόδια που διαχωρίζουν τους ασθενείς από θεραπείες βλαστικών κυττάρων.Διαφήμιση
Εξ ορισμού, τα βλαστικά κύτταρα χωρίζονται ανεξέλεγκτα, ακριβώς όπως τα καρκινικά κύτταρα. Η εισαγωγή αδιαφοροποίητων βλαστοκυττάρων σε έναν ασθενή θα έθετε τον ασθενή σε κίνδυνο για καρκίνο.
Επίσης, τόσο τα εμβρυϊκά όσο και τα βλαστοκύτταρα iPS είναι γνωστά δύσκολα στον έλεγχο. Ακόμη και οι γραμμές κυττάρων που προέρχονται από το ίδιο γονικό κύτταρο - που πρέπει να είναι γενετικά ταυτόσημες - μπορούν να συμπεριφέρονται διαφορετικά από το ένα το άλλο. Ορισμένες κυτταρικές σειρές είναι πολύ καλύτερες από άλλες όταν γίνονται ορισμένοι ιστοί. Κανείς δεν καταλαβαίνει πραγματικά γιατί.
ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση
Το πείραμα γέλης δεν αντιμετωπίζει κανένα από αυτά τα προβλήματα. Ο Lutolf εξηγεί ότι η ομάδα του απλώς έδειξε "απόδειξη της αρχής" ότι η γέλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την παραγωγή βλαστικών κυττάρων, αν και δεν είναι ακριβώς σίγουροι γιατί λειτουργεί τόσο καλά.Υποψιάζεται ότι έχει να κάνει με τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα σχηματίζονται καθώς μεγαλώνουν.
«Χρησιμοποιώντας ένα τρισδιάστατο περιβάλλον, το είδος των κυττάρων δύναται να αναπτυχθεί μηχανικά όπως τα βλαστοκύτταρα», δήλωσε ο Lutolf.
Διαβάστε περισσότερα: Οι ερευνητές διαλύουν τη διαδικασία γήρανσης »Ο κύκλος είναι καλύτερο από το επίπεδο
Τα κύτταρα του δέρματος από τα οποία προέρχονται τα κύτταρα iPS είναι πολύ πιο επίπεδη από τα βλαστοκύτταρα. Το ευρύ επίπεδο ενός πιάτου Petri ενθαρρύνει τα κύτταρα να εξαπλωθούν όπως τα μητρικά κύτταρα του δέρματος.
Όμως, στη μήτρα πηκτώματος, τα εντυπωσιακά νεαρά κύτταρα περιορίζονται σε όλες τις πλευρές, δημιουργώντας ένα περιβάλλον πολύ καλύτερα προσαρμοσμένο στα στρογγυλά βλαστοκύτταρα από τα επίπεδα κύτταρα του δέρματος.
Πιστεύουμε ότι πρόκειται πραγματικά να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι ανακαλύπτουν φάρμακα και δοκιμάζουν ναρκωτικά. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
Δεν είναι η πρώτη φορά που τα κύτταρα έχουν καλλιεργηθεί σε 3-D περιβάλλοντα. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μικροσκοπικά όργανα, επιτρέποντας στα βλαστικά κύτταρα να αυτο-οργανώνονται σε πηκτές πηκτής. Ένα ολλανδικό εργαστήριο έχει αναπτύξει ένα μικροσκοπικό έντερο ποντικιού με αυτόν τον τρόπο το 2009.
Αυτή η ανακάλυψη ενέπνευσε τον Lutolf να στραφεί δίπλα στην έρευνα τέτοιων μικροσκοπικών οργάνων, γνωστών και ως "οργανοειδών."Πιστεύουμε ότι αυτό θα αλλάξει πραγματικά τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι ανακαλύπτουν ναρκωτικά και δοκιμάζουν ναρκωτικά", δήλωσε.
Και ίσως, κάποια μέρα, να θεραπεύσει τους ασθενείς.
