Два дня вместо недели
Стволовые клетки – это своего рода фабрики, они постоянно делятся, чтобы создать новые клетки. Имплантация стволовых клеток в органы может заменить поврежденные ткани на новые. Инженерия клеточных имплантатов, которая позволяет пересаживать стволовые клетки в поврежденные области в виде тонких листов, состоящих только из клеток, полностью устраняет риск иммунного отторжения, вызванного внешними факторами, и способствует регенерации тканей.
Совместная исследовательская группа из Поханского университета науки и технологии (POSTECH) и Pohang Semyung Christianity Hospital, Южная Корея, недавно смогла почти в три раза сократить время сборки таких листов из стволовых клеток.
Нанотопография поли-N-изопропилакриламида (PNIPAAm), который резко меняет свою текстуру в зависимости от температуры, позволяет собирать клеточные слои, состоящие из мезенхимальных стволовых клеток, полученных из костного мозга человека. Учитывая, что сборка стволовых клеток в листы с использованием существующих методов занимает в среднем одну неделю, два дня – это самое короткое время «сбора урожая» за всю историю наблюдений.
Исследовательская группа сосредоточилась на PNIPAAm, полимере, который либо соединяется с водой, либо отталкивает ее в зависимости от температуры. В предыдущих исследованиях PNIPAAm был использован в качестве покрытия платформы для сборки листов из клеток, но спектр применения был небольшим из-за ограниченных типов клеток, которые могут быть склеены в листы. В 2019 году исследовательская группа разработала технологию простого регулирования текстуры трехмерного покрытия PNIPAAm и смогла собирать уже различные типы клеток.
В новом исследовании внимание было сосредоточено на превращении стволовых клеток, которые эффективно участвуют в регенерации тканей, в тонкие листы за более короткое время, чтобы повысить прямую полезность технологии. Для этого группа использовала изотропный рисунок с нанопорами размером 400 нанометров на поверхности объемного трехмерного PNIPAAm.
В результате удалось не только ускорить формирование и созревание мезенхимальных стволовых клеток, полученных из костного мозга человека, но и с помощью нанопор повышать шероховатость PNIPAAm на поверхности платформы за счет снижения температуры до комнатной, что облегчало отслоение клеточных листов. Это, в свою очередь, позволило быстро получить листы из стволовых клеток.
Таким образом, нанопоры на поверхности платформы помогли сократить время создания листов из зрелых стволовых клеток с 5-7 дней до двух. В будущем группа будет работать над возможностью применения стволовых листов непосредственно у пациентов.
Статья A.Choi et al. Rapid harvesting of stem cell sheets by thermoresponsive bulk poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) nanotopography опубликована в журнале Biomaterials Science.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам POSTECH: Stem Cell Sheets Harvested in Just Two Days.