Stamcelleforskning kan føre til behandlingsgennembrud

Forskere har opdaget en ny måde at replikere stamcellernes regenererende kraft i laboratoriet, som kan føre til effektive behandlinger af skader og sygdomme.

I et nyt papir offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano , Dr. Catherine Berry og professor Matthew Dalby fra University of Glasgow's Institute of Molecular Cell and Systems Biology, beskrive, hvordan de har været i stand til at skabe og kontrollere bundter af knoglemarvsstamceller, der fungerer som stamcellerne i kroppen, Disse bundter af celler er i stand til at helbrede skader i laboratoriedyrkede knogle- og bruskmodeller.

Mesenkymale stamceller produceres naturligt i kroppen og har den unikke evne til at udvikle, eller 'differentiere', ind i mange andre forskellige typer celler, såsom knogler, brusk eller fedtceller. De har et enormt potentiale til brug i medicin, men de er svære at dyrke ordentligt i laboratoriet, fordi når de opbevares uden for kroppen, differentierer de spontant og tilfældigt.

I kroppen, imidlertid, de venter i knoglemarven, indtil der stilles et regenerativt krav til dem. Derefter, de ændrer sig til modne celletyper for at reparere knoglen, brusk, ledbånd eller sener omkring dem.

Ved at bruge 3-D sfæroidkulturer i stedet for standard 2D cellevækstteknikker, forskerne har vist, at de kan dyrke stamceller og forhindre dem i at differentiere sig over en længere periode.

For at opnå dette, de tilføjer magnetiske nanopartikler til hver stamcelle. Derefter, ved hjælp af en simpel magnet, de byggede kugleformede masser på omkring 10, 000 stamceller, lige stor nok til at se med det blotte øje, i løbet af blot et par timer. Når det placeres i blød gel, ligner konsistensen af ​​knoglemarvsgele, disse kugler af celler forbliver som stamceller over lange dyrkningsperioder, uden uønsket differentiering

Næste, forskerne placerede 3-D sfæroidkulturerne ved siden af ​​laboratoriesårmodeller af brusk, knogle og ledbånd. Da bundtet af stamceller blev placeret ved siden af ​​det skadede område, de blev hurtigt aktive igen, migrerede mod det skadede væv, og begyndte at differentiere på samme måde, som de ville gøre i menneskekroppen for at hele et sår.

Samt for at forstå regenerering af muskuloskeletale systemet, de små marvstamcellemodeller kunne bruges til at teste lægemidler designet til at aktivere stamcellerne og have applikationer ud over knogler, brusk- og ledbåndsreparation.

Dr Catherine Berry, fra universitetets institut for molekylær celle- og systembiologi, sagde:"Dette er en virkelig spændende opdagelse, som bruger en ret simpel og overkommelig metode til at dyrke og vedligeholde stamceller klar til at hele væv.

"Selvom dette papir handler om vores forskning i at bruge disse stamceller med knogler og brusk, vi er allerede begyndt at arbejde med partnere på Paul O'Gorman Leukemia Research Center og Beatson West of Scotland Cancer Center for at se på potentialet i at bruge denne teknik til at bekæmpe leukæmi og brystkræft.

"Begge sygdomme kan skjule bundter af kræftceller i knoglemarven, som lå i dvale i årevis, før de blev aktive igen, forårsager sekundære kræftformer, som ofte er meget vanskelige at behandle, Det kan være, at ændringer i mesenkymal stamcelleaktivitet er forbundet med kræftcelleaktivering.

"Vi er ivrige efter at undersøge, hvordan vi kan bruge vores teknik til at forstå mere om, hvordan stamceller kommunikerer med andre celler, og hvad vi kan gøre for at bruge stamceller mere effektivt i medicin."

Papiret, med titlen 'A Quiescent, Regenereringsresponsivt vævsudviklet mesenkymal stamcelle-knoglemarvsnichemodel via magnetisk levitation', er publiceret i tidsskriftet ACS Nano .