Корейская исследовательская группа разработала технологию, которая позволяет дифференцировать стволовые клетки на желаемые типы клеток, такие как сосудистые настенные клетки или остеобласты, без специальной предварительной обработки. Ожидается, что эта технология упростит производство искусственных органов для доклинических исследований или искусственных тканей для трансплантации, таких как искусственная кожа и сердечные пятна.
Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что исследовательская группа во главе с доктором. Янгми Юнг из Центра биоматериалов разработал новую платформу для совместного культивирования клеток, основанную на пористых ультратонких мембранах, которые могут культивировать несколько типов клеток одновременно с образованием тканей, подобных тканям человеческого тела.
Совместное культивирование клеток, при котором разные типы клеток культивируются вместе, является одним из методов, используемых при создании искусственных органов, которые могут использоваться в качестве заменителей доклинических исследований на животных, которые необходимы для разработки лекарств. Поскольку человеческое тело состоит из различных типов клеток, совместное культивирование клеток имеет решающее значение для максимально точного моделирования человеческих тканей и в настоящее время используется в большинстве областей исследований, связанных с моделированием биологических тканей. Однако простое смешивание и культивирование разных типов клеток вместе часто приводит к тому, что быстрорастущие клетки подавляют другие, что приводит к недостаточному росту остальных типов клеток.
Среди платформ для культивирования клеток, разработанных для решения этой проблемы, платформа с пористыми мембранами имела ограничения в том, что относительная толщина мембраны и низкая плотность пор не вызывали активных межклеточных взаимодействий. Более того, потребовались дополнительные обработки, чтобы компенсировать различия между средой платформы и средой in vivo, где клетки фактически растут.
Чтобы преодолеть такие ограничения, исследователи из KIST разработали платформу с мембранами, которые в 10 раз тоньше существующих и имеют более высокую плотность пор, улучшая межклеточные взаимодействия. Используя мягкий и эластичный полимерный материал и позволяя гибко регулировать тонкую мембрану, новая платформа для совместного культивирования демонстрирует поверхностные характеристики, аналогичные характеристикам внеклеточного матрикса, обеспечивая клеткам среду, аналогичную окружающей среде тела. Кроме того, учитывая, что ткани кровеносных сосудов, мышц, сердца и других частей человеческого тела часто выровнены в определенных направлениях, платформа, разработанная исследовательской группой KIST, подходит для культивирования тканей, поскольку она может выравнивать клетки без какой-либо дополнительной обработки. , за счет выравнивания пор и формирования наноразмерного рисунка с использованием эластичности мембраны.
Когда сосудистые эндотелиальные клетки, которые образуют внутреннюю часть кровеносных сосудов человека, совместно культивировали на этой платформе вместе со стволовыми клетками, которые могут дифференцироваться в сосудистые настенные клетки, дифференцировка стволовых клеток в сосудистые настенные клетки составляла примерно 2.В 5 раз больше, чем наблюдается на коммерчески доступных платформах, и эндотелиальные клетки сосудов эффективно формируют межклеточные соединения, демонстрируя замечательную функцию эндотелиального барьера.
"Эта платформа для совместного культивирования клеток позволяет использовать культуры клеток, которые являются более простыми, но более эффективными, чем доступные в настоящее время коммерческие платформы, и поэтому демонстрирует высокий потенциал в качестве альтернативного инструмента для доклинических исследований, который может заменить испытания на животных в фармацевтических компаниях, больницах и других областях, где требуется биологические оценки." сказал доктор. Янгми Юнг из KIST.
Результаты опубликованы в последнем выпуске Advanced Functional Materials.