Stamcelleark høstet på kun to dage

Stamceller er cellefabrikker, der konstant deler sig selv for at skabe nye celler. Implantering af stamceller i beskadigede organer kan regenerere nyt væv. Cellearkteknik, som gør det muligt at transplantere stamceller til beskadigede områder i form af ark, der kun består af celler, eliminerer fuldstændig immunafstødning forårsaget af eksterne stoffer og tilskynder til vævsregenerering. Et forskerhold ledet af POSTECH lykkedes for nylig med at reducere høstperioden for sådanne stamcelleark drastisk.

Et fælles forskerhold bestående af professor Dong Sung Kim og forsker Andrew Choi fra POSTECHs afdeling for maskinteknik og dr. InHyeok Rhyou og dr. Ji-Ho Lee fra afdelingen for ortopædkirurgi på Pohang Semyung Christianity Hospital har reduceret den samlede høstperiode markant. af et stamcelleark til to dage. Nanotopografien af ​​poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAAm), som pludselig ændrer sin ruhed afhængigt af temperaturen, tillader høst af celleark, der består af mesenkymale stamceller afledt af menneskelig knoglemarv. I betragtning af, at det i gennemsnit tager en uge at lave stamceller til ark ved hjælp af de eksisterende teknikker, der er udviklet indtil videre, dette er den korteste høsttid nogensinde. Disse forskningsresultater blev offentliggjort som et forsidepapir i det seneste nummer af Biomaterialevidenskab , et internationalt tidsskrift inden for biomaterialeområdet.

Professor Kims forskerhold fokuserede på PNIPAAm, en polymer, der enten kombineres med vand eller afværger det afhængigt af temperaturen. I tidligere undersøgelser, PNIPAAm er blevet introduceret som et belægningsmateriale til cellekulturplatform til høst af celleark, men anvendelsesområdet var blevet hæmmet på grund af de begrænsede typer celler, der kan laves om til ark. For første gang i 2019, forskerholdet udviklede en teknologi til let at regulere ruheden af ​​3-D bulk PNIPAAm og har stabilt produceret forskellige typer celler til ark.

Undersøgelsen, der blev gennemført denne gang, fokuserede på at lave stamceller - der er effektive til vævsregenerering - til ark på kort tid for at øge deres direkte anvendelighed. Holdet opnåede dette ved at anvende et isotropt mønster af nanoporer, der måler 400 nanometer (nm, 1 milliardtedel af en meter) på overfladen af ​​en 3-D bulk PNIPAAm. Som resultat, ikke kun accelererede dannelsen og modenheden af ​​humane knoglemarvs-afledte mesenkymale stamceller på nanotopografien af ​​bulk PNIPAAm, men overfladeruheden af ​​bulk PNIPAAm ved stuetemperatur under den lavere kritiske opløsningstemperatur (LCST) blev også hurtigt øget, effektivt inducerer løsrivelse af celleark. Dette muliggjorde igen den hurtige høst af menneskelige knoglemarvs-afledte mesenkymale stamcelleark.

"Mindst fem dage er nødvendige for at høste stamcelleark rapporteret gennem tidligere undersøgelser, " kommenterede Andrew Choi, forfatteren til papiret. "Vi kan nu høste dem på kun to dage med PNIPAAm nanotopografien udviklet denne gang."

"Vi har forkortet høsttiden markant ved at introducere nanotopografi på overfladen af ​​3-D bulk PNIPAAm for at producere modne stamcelleark for første gang i verden, " bemærkede professor Dong Sung Kim, der ledede undersøgelsen. Han tilføjede, "Vi har åbnet muligheden for at anvende arkene direkte på patienter i fremtiden."