Ny platform til dyrkning af stamceller

Et team af forskere i Japan har udviklet en ny platform til dyrkning af menneskelige pluripotente stamceller, der giver langt mere kontrol over kulturbetingelser end tidligere værktøjer ved hjælp af mikro- og nanoteknologier.

Multiplexed Artificial Cellular Microenvironment (MACME) array placerer nanofibre, efterligne cellulære matricer, i væskefyldte mikrokamre af præcise størrelser, som efterligner ekstracellulære miljøer.

Menneskelige pluripotente stængelceller (hPSC'er) har et stort løfte om vævsteknik, regenerativ medicin og cellebaserede terapier, fordi de kan blive enhver celletype. Miljøet omkring cellerne spiller en stor rolle for at bestemme, hvilket væv de bliver til, hvis de replikerer til flere celler, eller dø. Imidlertid, forståelsen af ​​disse interaktioner har været vanskelig, fordi forskere har manglet værktøjer, der fungerer i den passende skala.

Tit, stamceller dyrkes i et cellekulturmedium i små petriskåle. Mens faktorer som medium pH -niveauer og næringsstoffer kan kontrolleres, den kunstige opsætning er på makroskopisk skala og giver ikke mulighed for præcis kontrol af det fysiske miljø omkring cellerne.

MACME -arrayet miniaturiserer denne opsætning, dyrkning af stamceller i rækker af mikrokamre af cellekulturmedium. Det tager det også et skridt videre ved at placere nanofibre i disse kamre for at efterligne de strukturer, der findes omkring celler.

Ledet af Ken-ichiro Kamei fra Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), teamet testede en række forskellige nanofibre materialer og tætheder, mikrokammerhøjder og indledende stamcelletætheder for at bestemme den bedste kombination, der tilskynder menneskelige pluripotente stamceller til at replikere.

De farvede cellerne med flere fluorescerende markører og brugte et mikroskop for at se, om cellerne døde, replikeres eller differentieres til væv.

Deres analyse afslørede, at gelatine-nanofibre og mellemstore kamre, der skaber medium frøcelletæthed, gav stamcellerne det bedste miljø for at fortsætte med at formere sig. Mængden og tætheden af ​​naboceller påvirker kraftigt celleoverlevelse.

Arrayen er en "optimal og kraftfuld tilgang til forståelse af, hvordan miljømæssige signaler regulerer cellulære funktioner, "konkluderer forskerne i et nyligt offentliggjort papir i tidsskriftet Lille .

Dette array ser ud til at være første gang, at flere slags ekstracellulære miljøer kan monteres på en enkelt enhed, gør det meget lettere at sammenligne, hvordan forskellige miljøer påvirker celler.

MACME -arrayet kunne reducere eksperimentomkostninger betydeligt i forhold til konventionelle værktøjer, dels fordi det er lavt volumen og kræver mindre cellekulturmedium. Arrayen kræver ikke noget særligt udstyr og er kompatibelt med både almindeligt anvendte laboratoriepipetter og automatiserede pipettesystemer til udførelse af screenings med høj kapacitet.