Информације

Kako se proizvode matične ćelije za terapije zasnovane na matičnim ćelijama?

Kako se proizvode matične ćelije za terapije zasnovane na matičnim ćelijama?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Prvo sam pretraživao Google, ali nisam mogao da nađem ništa što sam tražio. Знам одакле потичу матичне ћелије и нешто о њиховом нивоу диференцијације. Na primer, embrionalno stablo i dalje postaje mezenhimalne matične ćelije i šta ne. Takođe razumem da ćelije epitelnog tkiva mogu biti pretvorene u stanje pluripotentnih matičnih ćelija, ali sa veoma niskom efikasnošću. Dakle, sve to na stranu kako se matične ćelije dobijaju u količinama neophodnim za terapije zasnovane na matičnim ćelijama, a da se ne prouzrokuju da se počnu diferencirati tokom proizvodnje?


Нисам баш разумео ваше питање. Ако желите да питате како да одржите потенцијал матичних ћелија, да, постоји неколико једињења која могу задржати матичне ћелије, као што је фактор инхибиције леукемије (ЛИФ). Колико ја знам, употреба плурипотентних матичних ћелија, као што су ЕС, иПС, и даље има проблем обликовања проучавања тератома ин виво. To znači da još uvek treba da se razradi potpuno diferencirajuće pluripotentne matične ćelije.


Матичне ћелије и будућност регенеративне медицине (2002)

Тњегов извештај се бави кључним питањима о биологији и терапијском потенцијалу људских матичних ћелија, недиференцираних ћелија које могу довести до специјализованих ткива и органа. Medicinsko i naučno interesovanje za matične ćelije zasniva se na želji da se pronađe izvor novog, zdravog tkiva za lečenje obolelih ili povređenih ljudskih organa. Познато је да су неки органи, попут коже и јетре, способни да се регенеришу када су оштећени, али још није јасно зашто и како нека ткива имају ту способност, а друга не. Nedavna istraživanja su pokazala da su matične ćelije ključ ovih regenerativnih svojstava.

Постоје потврђени извори матичних ћелија у ткивима одраслих, попут коштане сржи, који одржавају способност диференцијације у различите типове ћелија тог ткива током читавог живота организма. Međutim, ćelije koje održavaju sposobnost podele i diferencijacije u specijalizovanije ćelije različitih tipova tkiva retke su kod odraslih. Nasuprot tome, naizgled neograničen potencijal nediferenciranih ćelija ranog embriona učinio je embrionalne matične ćelije fokusom velikog naučnog interesovanja. Од 1998. године, када је Јамес Тхомсон са Универзитета Висцонсин-Мадисон развио прве културе ембрионалних матичних ћелија (ЕСЦ), све већа пажња посвећена је научним извештајима који наговештавају терапеутски потенцијал матичних ћелија за лечење различитих дегенеративних болести и повреда (Тхомсон ет ал., 1998). Ono što je sada poznato kao regenerativna medicina nastoji da razume kako i zašto potiče

ТАБЕЛА 1. Потенцијалне популације пацијената у САД за терапије засноване на матичним ћелијама

Доле наведена стања јављају се у многим облицима, па стога свака особа са овим болестима не би могла имати користи од терапија заснованих на матичним ћелијама. Ипак, распрострањена учесталост ових стања сугерише да би истраживање матичних ћелија могло да помогне милионима Американаца

Извор: Изведено од Перрија (2000).

ћелије, било да потичу од људских ембриона или ткива одраслих, могу да се развију у специјализована ткива и настоје да искористе овај потенцијал за терапије замене ткива које ће вратити изгубљену функцију у оштећеним органима.

Листа болести и повреда које се наводе као потенцијалне мете терапије матичним ћелијама открива, у великој мери, зашто матичне ћелије нуде толико наде за револуционарни напредак у медицини (Табела 1). Mnogi od njih&mdashkao što su Parkinsonova&rsquos bolest, dijabetes, srčana bolest, Alchajmerova&rsquos bolest i povreda kičmene moždine&mdash imaju malo ili nimalo opcija lečenja, tako da milioni Amerikanaca trenutno traže lekove.

Нада у употребу матичних ћелија за производњу регенеративних терапија поставља фундаментална питања: Да ли људски ЕСЦ испуњавају сва клиничка обећања која им се приписују? Да ли је реализација тог обећања на помолу? Da li matične ćelije iz svih izvora imaju iste sposobnosti? Какав је њихов потенцијал за регенеративну медицину?

НАКНАД ОДБОРА

Чланови Националног савета за истраживање & рскуос Одбора за науке о животу и чланови Одбора Института за медицину & ​​рскуос Одбора за неуронауку и здравље понашања независно су у децембру 2000. одлучили да спонзоришу радионицу о научној и медицинској вредности истраживања матичних ћелија. Одбор за биолошке и биомедицинске примене истраживања матичних ћелија именован је за организацију радионице и израду извештаја о биологији и биомедицинској примени матичних ћелија у регенеративној медицини. (Додатак А садржи биографске скице чланова одбора.)

Оптужба је била следећа:

Именована комисија ће организовати радионицу о биологији и биомедицинској примени матичних ћелија. Radionica će ispitati nekoliko aspekata istraživanja matičnih ćelija, uključujući: biološka svojstva matičnih ćelija uopšte, trenutno stanje znanja o molekularnim i ćelijskim kontrolama koje upravljaju transdiferencijacijom u ćelijama koje potiču iz različitih tipova tkiva, korišćenje matičnih ćelija за стварање неурона, срца, бубрега, крви, јетре и других ткива, као и за могућу клиничку употребу ових ткива. Radionica će razmotriti biološke razlike ćelija dobijenih iz različitih izvora, na primer, embriona, fetalnog tkiva ili tkiva odraslih, i diskutovati o zabrinutostima u vezi sa upotrebom različitih izvora matičnih ćelija. Komitet će izraditi izveštaj koji će rezimirati radionicu i naučne i javne politike koje predstavljaju mogućnosti i prepreke za napredak u ovoj oblasti.

Radionica committee&rsquos održana je 22. juna 2001. u Nacionalnoj akademiji nauka u Vašingtonu, D.C. Dodatak B sadrži dnevni red sastanka i biografije izlagača. Аудио датотеке предавача и рскуо презентација бит ће доступне на веб страници радионице: ввв.натионалацадемиес.орг/стемцеллс до 31. децембра 2002.

Важно је објаснити ограничења наплате и рада одбора. Iako podaci i mišljenja u naučnim i drugim naučnim

испитивана литература, пројекат није покушао исцрпан преглед научне литературе у овој области. Treba napomenuti da su ubrzo nakon radionice, Nacionalni instituti za zdravlje objavili veliki izveštaj o &ldquoNaučnom napretku i budućim pravcima istraživanja&rdquo matičnih ćelija, a ovaj dokument je pružio dragocene informacije za izveštaj odbora (NIH, 2001).

Одбор је организовао радионицу за решавање кључних питања у статусу истраживања матичних ћелија прикупљањем информација од научних лидера на том пољу. Pored toga, radionica je pružila priliku komitetu da čuje i one koji podržavaju istraživanje embrionalnih matičnih ćelija i one koji se tome protive iz etičkih razloga. Komitet nije pokušao da razreši etičke dileme i ograničava svoje komentare na naučne tačke koje imaju za cilj da razjasne ili informišu etičku diskusiju. Овај извештај обједињује презентације радионице и износи закључке одбора изведене са тог састанка. Izveštaj se posebno bavi sledećim pitanjima:

Које карактеристике матичних ћелија их чине пожељним за регенеративну медицину?

Које биолошке карактеристике матичних ћелија су добро утврђене? Koje su neizvesne?

Какве импликације имају биолошке карактеристике различитих матичних ћелија на развој терапијске примене?

С којим могућностима и препрекама се суочава истраживање матичних ћелија и колико су релевантне за медицинске терапије?

Komitet koji je isključen ograničava pitanje reproduktivnog kloniranja, koje je ponekad povezano sa istraživanjem matičnih ćelija jer se u oba slučaja tehnika nuklearnog transfera somatskih ćelija (SCNT) može koristiti za stvaranje embriona (pogledajte okvir). Интересовање за ову технику за истраживање матичних ћелија повезано је са могућношћу производње матичних ћелија за регенеративну терапију које су генетски усклађене са особом којој је потребна трансплантација ткива. Imuni sistem je spreman da odbije transplantaciju tkiva

Поређење производње матичних ћелија са репродуктивним клонирањем

Циљ истраживања матичних ћелија применом технике нуклеарног преноса соматских ћелија (СЦНТ) мора се оштро супротставити циљу репродуктивног клонирања, које, користећи сличну технику, има за циљ развој ембриона који је генетски идентичан са донатором његових гена и затим имплантирајте тај ембрион у женску & рскуос материцу и дозволите му да сазри до рођења. Клонирање у репродуктивне сврхе биће предмет посебног извештаја који сада припрема Одбор националних академија за научне и медицинске аспекте клонирања људи. У доњој табели ћелијски материјали и технике истраживања матичних ћелија упоређују се са онима репродуктивног клонирања.

Матичне ћелије одраслих и фетуса

Ембрионалне матичне ћелије произведене СЦНТ техником

Репродуктивно клонирање: ембриони произведени СЦНТ техником

Za dobijanje nediferenciranih matičnih ćelija za istraživanje i terapiju

За добијање недиференцираних матичних ћелија за истраживање и терапију

За добијање недиференцираних матичних ћелија које су генетски упарене са примаоцем за истраживање и терапију

Da proizvede embrion za implantaciju, što dovodi do rođenja deteta

Изоловане матичне ћелије из ткива одраслих или фетуса

Ćelije iz embriona u fazi blastociste proizvedene oplodnjom

Ćelije iz blastociste proizvedene razvojem enukleiranog jajeta snabdevenog jezgrom iz pacijent & rsquos somatske ćelije (SCNT tehnika)

Enukleisano jaje snabdeveno jezgrom iz somatskih ćelija donora i rsquos (SCNT tehnika)

Ćelije proizvedene u kulturi za dopunu bolesnog ili povređenog tkiva

Ћелије произведене у култури за обнављање оболелог или повређеног ткива

Ћелије произведене у култури за обнављање оболелог или повређеног ткива

Ембрион изведен из развоја јајета, имплантиран и остављен да се развије до рођења

генетски неидентичних људи, а имунолошко одбацивање представља озбиљан клинички ризик који може бити опасан по живот. Превазилажење опасности од имунолошког одбацивања је стога један од главних научних изазова за трансплантацију матичних ћелија и, заиста, за трансплантације било које врсте. СЦНТ техника нуди могућност извођења матичних ћелија за трансплантацију из сопствених ћелија примаоца. Такве ћелије би производиле само пацијентове протеине и не би изазвале имунолошку реакцију када се трансплантирају у тог пацијента.

Одбор с поштовањем води рачуна о широком спектру друштвених, политичких, правних, етичких и економских питања која се морају узети у обзир при креирању политике у демократији. Импресиониран је посвећеношћу свих страна у овој расправи животу и здрављу, без обзира на различите закључке које доносе. Комитет се нада да ће, бавећи се питањима о научном потенцијалу матичних ћелија и како се тај потенцијал може најбоље искористити, корисно допринети дебати и побољшању третмана за онемогућавање људских болести и повреда.

Шта су матичне ћелије? OSNOVNE DEFINICIJE

Матичне ћелије су неспецијализоване ћелије које се могу неограничено самообнављати и које се такође могу разликовати у зрелије ћелије са специјализованим функцијама. Код људи, матичне ћелије су идентификоване у унутрашњој ћелијској маси раног ембриона у неким ткивима фетуса, пупчаној врпци и постељици и у неколико органа за одрасле. У неким одраслим органима, матичне ћелије могу довести до више од једног специјализованог типа ћелија унутар тог органа (на пример, неуронске матичне ћелије дају три типа ћелија које се налазе у неуронима мозга, глијалним ћелијама и астроцитима). За матичне ћелије које су у стању да се разликују у ћелијске типове изван оних ткива у којима нормално бораве, каже се да показују пластичност. Када се утврди да матична ћелија ствара више типова ткива повезаних са различитим органима, матична ћелија се назива и мултипотентна. 1

Reč &ldquopluripotentna&rdquo se ponekad koristi da opiše matične ćelije koje se mogu razlikovati u веома широк опсег врста ткива. U ovom izveštaju termin multipotentni obuhvata ovu vrstu matičnih ćelija.

Ембрионалне матичне ћелије (ESC) potiču iz embriona u ranoj fazi. Оплодња јајне ћелије спермом доводи до зиготе, најраније ембрионалне фазе (слика 1). Zigota počinje da se deli oko 30 sati nakon oplodnje i do trećeg do četvrtog dana embrion je kompaktna lopta od 12 ili više ćelija poznata kao morula. Pet do šest dana nakon oplodnje, i nakon još nekoliko ciklusa deobe ćelije, ćelije morule počinju da se specijalizuju, formirajući šuplju sferu ćelija, nazvanu blastocista, čija je prečnika oko 150 mikrona (jedna sedmina milimetra). ). Спољни слој бласотоцисте назива се трофобласт, а накупина ћелија унутар сфере назива се унутрашња ћелијска маса. У овој фази постоји око 70 ћелија трофобласта и око 30 ћелија у унутрашњој ћелијској маси. Ћелије унутрашње ћелијске масе су мултипотентне матичне ћелије које стварају све типове ћелија главних слојева ткива (ектодерм, мезодерм и ендодерм) ембриона. U poslednje 3 godine postalo je moguće ukloniti ove matične ćelije iz blastociste i održavati ih u nediferenciranom stanju u linijama ćelijske kulture u laboratoriji (NIH, 2001) (Slika 2). Да би били корисни за производњу медицинских терапија, култивисани ЕСЦ ће морати да се диференцирају у одговарајућа ткива за трансплантацију пацијентима. Истраживачи тек почињу да уче како да постигну ову разлику.

Fetalne matične ćelije су примитивни типови ћелија у фетусу који се временом развијају у различите органе тела, али досадашња истраживања са феталним ткивом била су ограничена на само неколико типова ћелија: neuronske matične ćelije, укључујући ћелије нервног гребена hematopoetske matične ćelije и progenitori ostrvaca pankreasa. Неуралне матичне ћелије, које су бројне у феталном мозгу, могу се изоловати и узгајати у недиференцираном облику у култури, а показано је да се разликују у три главне врсте можданих ћелија (Брустле ет ал., 1998 Вилла ет ал. , 2000). Ове ћелије су коришћене у моделима глодара Паркинсон & рскуос болести (Савамото ет ал., 2001 Студер ет ал., 1998). Ћелије неуронског гребена потичу из нервне цеви и мигрирају из ње током развоја фетуса. Oni su u stanju da se razviju u više tipova ćelija, uključujući nerve koji inerviraju srce i creva, ne-nervne ćelije žlezda koje luče hormone, svinjske


Терапије засноване на матичним ћелијама угрожене акумулацијом мутација п53

Матичне ћелије људског ембриона (ЕС) могу се неограничено самообнављати и стварати готово све типове ћелија у телу. To ih čini vrednim izvorom ćelija za regenerativne terapije. Диференциране ћелије добијене ЕС ћелијама процењују се у клиничким испитивањима ради њихове безбедности у терапијским интервенцијама за неколико болести. McCarroll, Eggan i kolege sada izveštavaju da ljudske ES ćelije akumuliraju mutacije u ТП53 - ген који кодира туморски супресор п53 - који је мутиран у око 50% карцинома.

Претходне студије су показале да култивиране људске плурипотентне матичне ћелије (ПСЦ) могу стећи анеуплоидију и велике варијације у броју копија, те да ове мутације могу дати предност расту ћелијама. Аутори су намеравали да идентификују друге мутације које се могу стећи у култури секвенцирањем свих егзона у геному (егзоми) 140 независних култивисаних ЕС ћелијских линија (114 линија које одржавају амерички Национални институти за здравље и 26 линија припремљених под добром производњом услови праксе за потенцијалну клиничку употребу). Затим су користили рачунске анализе за идентификацију мутација које су биле присутне само у подскупу ћелија у свакој ЕС ћелијској линији, чиме су искључени наслеђени полиморфизми. Овим приступом идентификовали су 263 такве варијанте мозаика кандидата, од којих је за 28 предвиђено да ометају функцију гена.

Аутори су наставили да карактеришу ових 28 мутација и, запањујуће, открили су да их је шест ТП53, који је такође био једини ген који је мутирао више пута. Šest mutacija je identifikovano u pet nepovezanih ćelijskih linija. Шест миссенсе мутација (све које укључују цитозински остатак ЦпГ динуклеотида) мапиране су на четири остатка у домену п53 који се веже за ДНК. Показало се да су мутације на овим позицијама доминантно негативне, спречавајући да се п53 дивљег типа веже за промотере својих циљних гена, и повезане су са високим ризиком од развоја рака.

Autori su pokazali da je svih šest mutacija stečeno tokom ćelijske kulture i procenili su da su prisutne u značajnom delu (14–80%) ćelija u zahvaćenim ćelijskim linijama. Анализа ћелија из раних пасажа културе потврдила је да ТП53 mutacije su dale snažnu selektivnu prednost, pri čemu se udeo mutantnih alela povećao ∼ 1,9 puta po prolazu. Ovaj nalaz je u skladu sa prethodnim izveštajima da gubitak p53 promoviše opstanak ćelija, proliferaciju i reprogramiranje somatskih ćelija u pluripotenciju.

Na kraju, analiza javno dostupnih podataka o sekvenciranju RNK iz 117 ljudskih PSC linija (koje su sposobne da se diferenciraju u različite tipove ćelija) otkrila je još osam missens mutacija u ТП53 koji se razlikuju od šest identifikovanih u ovoj studiji, ali koji su takođe u domenu p53 DNK koji vezuje. Неке од ових објављених студија користиле су исту изворну ћелијску линију, указујући да су мутације настале и током ћелијске културе.

"Ова студија . наглашава потребу пажљиве генетске анализе матичних ћелија и њихових диференцираних деривата пре клиничке употребе ”

Ова студија показује да култивисани људски ПСЦ имају велику склоност да акумулирају мутације повезане са раком ТП53, са импликацијама за њихову употребу у моделирању болести и терапијама замене ћелија. То показује потребу за развојем нових услова културе који би могли смањити селективни притисак на ТП53 мутације и, што је најважније, наглашава потребу за пажљивом генетском анализом матичних ћелија и њихових диференцираних деривата пре клиничке употребе. Оно што је важно, студија такође указује да се секвенцирање може користити за откривање потенцијално штетних мутација и на тај начин повећати сигурност терапија замене ћелија.


2. Тренутне клиничке примене матичних ћелија

У свим публицитетима који окружују ембрионалне и иПС ћелије, људи заборављају да су терапије засноване на матичним ћелијама већ у клиничкој употреби и да су већ деценијама. Поучно је размишљати о овим третманима, јер они пружају важна упозорења о путу од доказа принципа у лабораторији до стварне користи за пацијенте у клиници. Ова упозорења укључују ефикасност, сигурност пацијената, владино законодавство и трошкове и потенцијалну зараду укључену у лечење пацијената.

Трансплантација матичних ћелија хемопоезе је најстарија терапија матичним ћелијама и најраспрострањенији је третман (Перри &#к00026 Линцх 1996 Аустин ет ал. 2008). Матичне ћелије долазе из коштане сржи, периферне крви или крви из пупковине. За неке примене, пацијентове сопствене ћелије су пресађене. Међутим, алогена трансплантација матичних ћелија сада је уобичајена процедура за лечење отказивања коштане сржи и хематолошких малигнитета, попут леукемије. Матичне ћелије донатора користе се за обнављање имунолошке функције код таквих пацијената након зрачења и/или хемотерапије. У Великој Британији, регулаторни оквир успостављен за трансплантацију коштане сржи сада има проширене надлежности, покривајући употребу других ткива и органа (Аустин ет ал. 2008).

Napredak u imunološkim istraživanjima uveliko je povećao korisnost transplantacije koštane srži, omogućavajući da se davaoci alografta pregledaju za najbolje podudaranje kako bi se sprečilo odbacivanje i bolest transplantata protiv domaćina (Perry & Linch 1996). Вреди запамтити да су програми трансплантације органа такође зависили од разумевања имунолошког одбацивања, а доступни су и лекови који пружају ефикасну дуготрајну имуносупресију примаоцима донорских органа. Дакле, иако је очигледно пожељно да нови третмани матичним ћелијама укључују ћелије пацијента, то свакако није битно.

Dve glavne prednosti terapije hemopoetskim matičnim ćelijama su to što nema potrebe za širenjem ćelija u kulturi ili rekonstituisanjem višećelijske arhitekture tkiva pre transplantacije. Ове препреке су превазиђене да би се створио култивисани епидермис како би се обезбедили аутологни трансплантати за пацијенте са ранама пуне дебљине, попут опекотина трећег степена. Dokaz o principu uspostavljen je sredinom 1970-ih, a kliničke i komercijalne primene su brzo usledile (Green 2008). Користећи сличан приступ, лимбалне матичне ћелије успешно су коришћене за обнављање вида код пацијената који пате од хемијског уништења рожњаче (Де Луца ет ал. 2006).

Ex vivo ekspanzija ljudskih epidermalnih i matičnih ćelija rožnjače često uključuje kulturu na hranidbenom sloju mišjih fibroblastičnih ćelija u medijumu koji sadrži goveđi serum. Iako bi očigledno bilo poželjno izbegavati proizvode životinjskog porekla, u poslednjih 30 godina nije bilo dokaza da je izlaganje njima imalo štetne efekte na pacijente koji primaju transplantate. Tekući izazovi koje predstavljaju tretmani epitelnim matičnim ćelijama uključuju poboljšanu funkcionalnost transplantata (npr. kroz stvaranje epidermalnih folikula dlake) i poboljšane površine na kojima se kultivišu ćelije i primenjuju na pacijente. Потреба за оптимизацијом испоруке матичних ћелија доводи до блиских интеракција између заједнице матичних ћелија и биоинжењера. У недавном примеру, душник пацијента је поправљен пресађивањем новог ткива изграђеног у култури од донаторске децелуларизоване душнице засејане пацијентовим сопственим ћелијама коштане сржи које су биле диференциране у ћелије хрскавице (Маццхиарини ет ал. 2008).

Док су терапије хемопоетским матичним ћелијама широко доступне, третмани који укључују култивисани епидермис и рожњачу нису. U zemljama u kojima su dostupni kultivisani epitelni transplantati, broj potencijalnih pacijenata je relativno mali, a lečenje skupo. Комерцијалне организације које продају култивисану епидерму за калемљење откриле су да то није нарочито исплативо, док у земљама са јавном финансијском здравственом заштитом потреба за оснивањем наменске лабораторије за генерисање трансплантата доводи до тога да однос финансијских трошкова и користи буде превисок (Греен 2008 ).

Kliničke studije u poslednjih 10 godina sugerišu da transplantacija matičnih ćelija takođe ima potencijal kao terapija za neurodegenerativne bolesti. Клиничка испитивања су укључивала пресађивање можданог ткива од побачених фетуса пацијентима са Паркинсоновом и Хунтингтоновом болешћу (Дуннетт ет ал. 2001 Wright & Barker 2007). Иако су забележени неки успеси, исходи нису били уједначени, а даља клиничка испитивања укључиће прецизнији одабир пацијената, у покушају да се предвиди ко ће имати користи, а ко неће. Očigledno, osim protivljenja u mnogim krugovima korišćenju fetalnog materijala, postoje praktični izazovi povezani sa dostupnošću i uniformnošću presađenih ćelija, tako da su terapije sa čistim populacijama matičnih ćelija važan i ostvariv (Conti ет ал. 2005 Lowell ет ал. 2006), циљ.

Nijedno razmatranje trenutno dostupnih terapija matičnim ćelijama nije potpuno bez upućivanja na gensku terapiju. Овде су постигнута нека велика достигнућа, укључујући успешно лечење деце са тешком комбинованом имунодефицијенцијом везаном за Кс. Међутим, читаво поље генске терапије је застало када је неколико деце развило леукемију као резултат интеграције терапијског ретровирусног вектора близу ЛМО2 онкогенског локуса (Гаспар &#к00026 Тхрасхер 2005 Пике-Оверзет ет ал. 2007). Klinička ispitivanja su od tada ponovo počela, a u interesantnom primeru kombinovane terapije genom/matičnim ćelijama, pacijent sa poremećajem epidermalnih plikova dobio je autologni transplantat kultivisane epiderme u kojoj je defektni gen ispravljen. ex vivo (Мавилио ет ал. 2006).

Ово су само неки примјери третмана који укључују матичне ћелије које су већ на клиници. Oni pokazuju kako je oblast transplantacije matičnih ćelija međusobno povezana sa poljima genske terapije i bioinženjeringa i kako je imala koristi od napretka u drugim oblastima, kao što je imunologija. Матичне ћелије несумњиво нуде огроман потенцијал за лечење многих људских болести и за поправљање оштећења ткива насталих услед повреда или старења. Opasnost, naravno, leži u potencijalno smrtonosnom koktelu očajnih pacijenata, entuzijastičnih naučnika, ambicioznih kliničara i komercijalnih pritisaka (Lau ет ал. 2008). Међународно договорени и спроведени прописи неопходни су за заштиту пацијената од опасности туризма са матичним ћелијама, при чему су третмани који нису одобрени у једној земљи слободно доступни у другој (Хиун ет ал. 2008).


Уређивач посебних издања

Ово питање има за циљ да се позабави позадином савремене технологије идентификације матичних ћелија у погледу оптималних кандидата који се користе за лечење одговарајућих болести. То ће укључивати размножавање ин витро и идентификацију матичних ћелија изведених из резервоара ткива, стварање лично прилагођених ћелија од соматских ћелија кроз индуковано плурипотенцијално стање (иПС) и поновну диференцијацију у прекурсор-прогенитор матичних ћелија, генетске модификације матичних ћелија ћелије за повећање жељених капацитета као. про-ангиогени, про-регенеративни, антиинфламаторни, анти-фибротични гени. Ово би укључивало све техничке карактеристике увођења гена (пролазна наспрам стабилне експресије гена), оптимизацију промотора, вектора и система за снимање (молекуларне сонде сингуларно/двоструко). Лично прилагођене сопствене матичне ћелије путем иПС технологије укључивале би генетску прекомерну експресију, епигенетску стратегију, мРНК (укључујући мале регулаторне молекуле), протеине и мале хемијске молекуле (метилација вс деметилација). Rediferencijacija ćelija bi uključivala koktele faktora rasta, komponenti medija, automatskih sistema veštačke inteligencije, ubrzanog in vitro sazrevanja ćelija (posebno u slučaju mišićnih komponenti uključujući skeletne mišiće i srce, kao i ćelije centralnog nervnog sistema). Испорука матичних ћелија повезана је са праћењем миграторних путева и транзиција матичних ћелија, укључујући нове инструменте живих ин ситу система за праћење, ендоскопију, ултразвук, изотопске и неизотопске начине детекције. Задржавање матичних ћелија у циљним органима захтевало би пратиоце за друге пратеће матичне/матичне ћелије, стварање градијента при коришћењу узајамног деловања рецептора са молекулима привлачења хемокина, прилагођавање лекова обезбеђених нанотехнолошким средствима као нанокапсуле са саморазграђујућим својствима и отпорне на проупално miljeu dok demonstriraju stimulativna svojstva delovanja matičnih ćelija. Штавише, радови који описују материјале, нано-материјале и скеле у комбинацији са проблемима задржавања ћелија, као и прилагођавањем микроокружењу и специфичностима органа су добродошли. Traže se radovi o imunomodulatornim svojstvima prema matičnim ćelijama, prihvatanju imunoprivilegovanih mesta kao deo optimizacije protokola u zavisnosti od zahteva ciljnog organa. Konačno, tražimo radove o organoidima iz buduće perspektive tehnologije matičnih ćelija i 3-D arhitekture organa kako bismo završili futuristički pogled na zamenu organa.

Prof. dr Maciej Kurpisz
Гост уредник

Подаци о подношењу рукописа

Рукописе треба доставити на мрежи на ввв.мдпи.цом регистрацијом и пријављивањем на ову веб страницу. Kada se registrujete, kliknite ovde da biste otišli na obrazac za podnošenje. Рукописи се могу предати до истека рока. Сви радови ће бити рецензирани. Прихваћени радови ће се континуирано објављивати у часопису (чим буду прихваћени) и заједно ће бити наведени на веб страници специјалног броја. Позивају се истраживачки чланци, прегледни чланци и кратка саопштења. Za planirane radove naslov i kratak sažetak (oko 100 reči) mogu se poslati Redakciji radi objavljivanja na ovoj internet stranici.

Достављени рукописи нису требали бити раније објављивани, нити се разматрају за објављивање на другим местима (осим радова са конференције). Сви рукописи се детаљно рецензирају кроз један слепи процес рецензије. Водич за ауторе и друге релевантне информације за подношење рукописа доступни су на страници Упутства за ауторе. Ćelije је међународни рецензирани мјесечни часопис отвореног приступа који објављује МДПИ.

Posetite stranicu Uputstva za autore pre nego što pošaljete rukopis. Naknada za obradu članaka (APC) za objavljivanje u ovom časopisu otvorenog pristupa iznosi 2000 CHF (švajcarskih franaka). Достављени радови треба да буду добро форматирани и да користе добар енглески језик. Autori mogu da koriste MDPI-jev servis za uređivanje na engleskom pre objavljivanja ili tokom revizija autora.


HESC derivacija i mediji

хЕСЦ-ови се могу извести помоћу различитих метода, од класичног узгоја до ласерски потпомогнутих методологија или микрохирургије [11]. хЕСЦ диференцијација мора бити специфицирана како би се избегло стварање тератома (видети слику 3).

Спонтана диференцијација хЕСЦ -а узрокује стварање хетерогене ћелијске популације. Постоји другачији резултат, међутим, када се сигнали посвећености (у облику растворљивих фактора и условима културе) примене и омогуће одабир прогениторних ћелија

хЕСЦ се спонтано диференцирају у ембрионална тела (ЕБ) [12]. ЕБ се могу проучавати уместо ембриона или животиња да би се предвидели њихови ефекти на рани развој човека. Постоји много различитих метода за стицање ЕБ -а, као што су култура биореактора [13], култура качења [12] или технологија микро бунара [14, 15]. Ове методе омогућавају формирање специфичних прекурсора ин витро [16].

Суштински део ових поступака гајења је одвајање унутрашње ћелијске масе на будуће хЕСЦ -ове у култури (слика 4) [17]. Росовски и др. [18] наглашава да се посебна пажња мора обратити на контролу спонтане диференцијације. Када колонија достигне одговарајућу величину, ћелије се морају одвојити. Појава плурипотентних ћелија траје 1-2 дана. Пошто је класична употреба хЕСЦ -а изазвала етичку забринутост у вези са гаструлама које се користе током процедура, Цхунг ет ал. [19] су открили да је такође могуће добити хЕСЦс из четири ћелијска ембриона, остављајући већу вероватноћу преживљавања ембриона. Осим тога, Зханг ет ал. [20] коришћене су само ћелије заустављене растом ин витро.

Uzgoj pluripotentnih matičnih ćelija in vitro. Три дана након оплодње стварају се тотипотентне ћелије. Бластоцисте са ИЦМ -ом формирају се шестог дана након оплодње. Pluripotentne matične ćelije iz ICM-a se tada mogu uspešno preneti na posudu

Пролаз ћелија се користи за формирање мањих група ћелија на новој површини културе [21]. Postoje četiri važne procedure pasiranja.

Ензимска дисоцијација je rezno dejstvo enzima na proteine ​​i adhezione domene koji vezuju koloniju. To je blaži metod od ručnog prolaska. Ključno je ne ostaviti hESC same nakon prolaska. Усамљене ћелије су осетљивије и могу лако проћи кроз ћелијску смрт. Пример је колагеназа типа ИВ [22, 23].

Ручни пролаз, с друге стране, фокусира се на коришћење гребања ћелија. Izbor određenih ćelija nije neophodan. То би требало учинити у раним фазама извођења ћелијске линије [24].

Употреба трипсина omogućava zdrav, automatizovan prolaz hESC-a. Рекомбинантни трипсин степена добре произвођачке праксе (ГМП) широко је доступан у овом поступку [24]. Međutim, postoji rizik od smanjenja pluripotencije i održivosti matičnih ćelija [25]. Употреба трипсина може се зауставити инхибитором протеина хо-повезане протеин киназе (РОЦК) [26].

Etilendiamintetrasirćetna kiselina (EDTA) индиректно потискује везе ћелија-ћелија хелацијом двовалентних катјона. Njihova supresija promoviše disocijaciju ćelija [27].

Матичним ћелијама је потребна мешавина фактора раста и хранљивих материја да би се разликовале и развијале. Медијум треба мењати сваки дан.

Tradicionalne metode kulture koje se koriste za hESC su mišji embrionalni fibroblasti (MEF) kao hranidbeni sloj i goveđi serum [28] kao medijum. Мартин и др. [29] показали су да хЕСЦ-ови узгојени у присуству животињских производа изражавају сијаличну киселину која није хумана, Н-glikolilneuraminska kiselina (NeuGc). Додатни слојеви спречавају неконтролисану пролиферацију факторима као што је инхибиторни фактор леукемије (ЛИФ) [30].

First feeder layer-free culture can be supplemented with serum replacement, combined with laminin [31]. This causes stable karyotypes of stem cells and pluripotency lasting for over a year.

Initial culturing media can be serum (e.g. foetal calf serum FCS), artificial replacement such as synthetic serum substitute (SSS), knockout serum replacement (KOSR), or StemPro [32]. The simplest culture medium contains only eight essential elements: DMEM/F12 medium, selenium, NaHCO3, l -ascorbic acid, transferrin, insulin, TGFβ1, and FGF2 [33]. It is not yet fully known whether culture systems developed for hESCs can be allowed without adaptation in iPSC cultures.


Embryonic development in a dish

Recent studies aimed at producing specific differentiated cells from ESCs or iPSCs have followed the principle established by Wichterle and colleagues [12] and attempted to recapitulate embryonic development in cell culture. At the core of this approach is the recognition that embryonic development occurs as a series of steps, with cells that have multipotential capacity becoming increasingly differentiated (Figure 1). However, even armed with this recognition, success has been somewhat mixed.

The most common approach for regulating cell differentiation is based on coaxing cells through sequential stages of differentiation. The top schematic is generic and could be applied to any cell type. The lower paradigm is one that could be used to produce pancreatic β-cells and is taken from the work of Chen ет ал. [43]. DE, definitive endoderm EP, endocrine progenitor PP, pancreatic progenitor.

One instructive example is that of Kattman and colleagues [27], who published a very thorough paper describing a protocol to produce cardiac myocytes from ESCs and iPSCs in which they sequentially added morphogenic factors important in the appearance of cardiac muscle. They stressed a few general conclusions: (a) the first step of any differentiation procedure, the induction of the correct germ layer, must occur efficiently (b) quantitative markers of different stages of development are helpful (c) the timing of activation or inhibition of various morphogenic pathways is critical, especially given that the very same pathway can have a stimulatory or an inhibitory influence at different times and (d) the concentration of the inducing factors must be controlled carefully. In essence, this work confirms that the complex environment of the embryo can be reproduced to at least some degree. However, the authors also pointed out that there is significant variation among different cell lines so that protocols may have to be tailored to each, perhaps because individual lines may make variable amounts of their own inducing factors. This would be a significant hurdle if it were necessary to produce cardiac myocytes from tens or hundreds of patient lines for drug toxicity testing. Thus, finding a way of overriding this variability would be a valuable advance.

Again by adopting an analogous strategy, Studer and colleagues [28] have pursued methods for producing particular types of neurons efficiently. Importantly, they introduced a convenient way of regulating early neural induction by treating human ESCs, grown without standard feeder layers, with inhibitors of both TGF-β and bone morphogenetic protein (BMP) signaling [28]. This group went on to show the utility of this technique in the generation of dopaminergic neurons and motor neurons. Subsequent studies confirmed its utility in the derivation of cell types as diverse as neural crest [29] and floor plate [30].


How are Stem Cells Produced for Stem Cell Based Therapies? - Биологија

Regenerative Medicine encompasses many fields of science and medicine.  The image below effectively portrays the scope of Regenerative Medicine as the umbrella, it covers many fields of research and clinical practice. Stem cell research and therapies continue to enhance the field of Regenerative Medicine and what it offers patients and scientists.  Stem cells have and will continue to play a critical role in scientific discoveries through developmental biology and therapeutic applications, however, we should be mindful to not limit our descriptions or thoughts regarding Regenerative Medicine and it’s capabilities to stem cell research alone.  The only constraints placed around it are the ones we set, as those in the field seek to uncover the intricacies of our biological systems.

Typically, when the term ‘Regenerative Medicine’ arises people automatically think about stem cells, particularly, embryonic stem cells.  Being that embryonic stem cell research is currently a highly debated topic in both the scientific and political field, the assumption that Regenerative Medicine Research only involves embryonic stem cell research can be narrowing to the field and does not allow one to understand its full potential.  While all stem cell work is vital to the advancement of Regenerative Medicine research and therapies, we cannot interchange the two terms as equals.  As we learn more about Regenerative Medicine, we must broaden our minds, so as not to limit the vast possibilities that Regenerative Medicine researchers seek to find in the inherent mysteries of our biological systems.  

How are stem cells and Regenerative Medicine linked? 

As discussed in other portions of this site, Regenerative Medicine is a comprehensive term used to describe the current methods and research employed to revive and/or replace dead or damaged tissue.  A portion of Regenerative Medicine research revolves around the use of stem cells, including embryonic, adult, and induced pluripotent stem cells (iPS), however there are many other resources that are utilized in order to carry out the mission of Regenerative Medicine research. These include transplants, biomaterials, scaffolds, machines and electronics, stimulation pathways, drug therapy, and many others.  This is thoroughly discussed on the ‘What is Regenerative Medicine?’ page. 

Stem cells have a very important role in Regenerative Medicine Research and have many potential applications.  First, because of their role in development and their potential to develop into many different cells types, stem cells are vital to the field of developmental biology.  Developmental biologists seek to uncover what genes and pathways are involved in cell differentiation (how cells develop into specific cell types such as liver, skin, or muscle cells) and how these can be manipulated to create new healthy tissues.  Second, stem cells can be applied to drug testing and development.  New drugs that are developed in Pharma could be safely and effectively tested using differentiated stem cells.  As scientists learn more about how stem cells develop to form new tissue they will be able to apply their knowledge in maintaining differentiated cell types that can be used to test particular drugs.  This method is already underway in the cancer therapy world, where cancer cells and grown in the laboratory for the purpose of testing anti-tumor and chemotherapeutic drugs.  Finally, and of most interest to patients and scientists is the role stem cells will play in Cell-Based Therapy.  These therapies will apply the understanding of stem cell development, differentiation, and maintenance to generate new, healthy tissue for diseases needing transplant or replacement of damaged tissue, such as arthritis, Parkinson's disease, type 1 diabetes, and coronary disease.  Cell therapies may one day be able to replace organ donation and eliminate the issues that accompany it such as rejection and tissue insufficiency.   Although there are still many difficulties surrounding the field of stem cell research and therapy, over the coming decades scientists hope to continue to make discoveries that will enable the potentials of cell-based therapy to become a reality. 


Medicinski centar Univerziteta Nebraska
42. и Емиле, Омаха, НЕ 68198
402-559-4000 | Контактирајте нас


Screen and Profile with iPSC-Derived Human Cells

Now available through our exclusive partnership with bit.bio, and its precise opti-ox cellular reprogramming technology, human iPSC-derived cell models become consistent, scalable and reproducible. Generated in large quantities and varied tissue types, bit.bio’s reprogrammed cell types are an excellent tool to support your high-throughput screening campaigns. Combined with our extensive experience in stem cell culturing and differentiation, you now have access to robust assay quality for your HTS and cell-based assays.

Robust HTS with the New Generation of iPSC-Derived Human Cells

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be used to generate large numbers of cells of varied tissue types, making them an ideal vehicle for HTS and cell-based discovery screening. bit.bio, formerly ElpisBiomed, has applied deep learning algorithms to accelerate the discovery of methods for the reprogramming of every single cell type in the human body. Reprogrammed from patient-derived iPSCs, bit.bio‘s library of validated human cells delivers consistency, purity, scale, and speed to support robust HTS screening.

Our discovery clients now have a distinct advantage. Combining the physiological relevance of bit.bio’s reprogrammed iPSC-derived human cells with Charles River’s extensive experience with stem cell culturing and differentiation, high content imaging, and assay development, you receive reproducible cell populations and robust assay quality for your HTS and cell-based assays.

Case Study: bit.bio Rapid Differentiation into Functional Neurons

Within 12 days, bit.bio’s ioGlutamatergic Neurons convert into consistent, functional glutamatergic neurons. Cells exhibit neurite outgrowth and express numerous key neuronal markers, including Tbr1, MAP2, vGLUT1, synaptophysin and PSD95. ioGlutamatergic Neurons are programmed to rapidly mature upon revival in a 384-well plates without specialty differentiation media or protocols. This is unlike traditional methods which yield inconsistent numbers and purity of neurons, take over 30 days to achieve the same levels of maturity as the programmed ioGlutamatergic Neurons, and often cannot be performed in multi-well plates. Batch to batch reproducibility and homogeneity create a stable human model for excitatory neuronal activity and disease.

In addition to displaying protein markers consistent with neuronal differentiation, ioGlutamatergic Neurons form functional neural networks as measured by MEA after 2-3 weeks of maturation. This allows identification of compounds that show functional alteration of phenotypes relevant to diseased states. Before the bit.bio solution, this process was very difficult to establish at scale.

IoNEURONS/glut are Suitable for HTS Applications

Displaying relevant markers for differentiation, ioGlutamatergic Neurons also differentiate in high density plates. This allows us to perform high-throughput screening in a physiologically-relevant cell type. Using an assay previously developed to identify the presence of huntingtin expressed at physiological levels, we were able to observe reproducible titrations of compounds shown to lower HTT. We were also able to perform functional follow-up assays, again on endogenous protein, to examine whether compounds were acting via toxicity or nonspecific protein degradation.

Robust and Scalable iPSC Cells for HTS

Learn more about the characterization of human iPSC-derived glutamatergic neurons.


О нама

Stem cell technology has opened huge possibilities for cell therapy and regenerative medicine. With professional scientists and years of experience, Creative Biolabs provides high-quality products and services in the field of stem cell therapy development for customers all over the world.

During the last few years, remarkable progress has been made in gene and cell therapy. Positive proof-of- principle results have been obtained for several diseases, such as adrenoleukodystrophy, hemophilia IX, β-thalassemia, malignant glioblastoma, leukemia and other types of cancer.

Thus, it is expected that several new gene therapy products will enter the clinical arena in the not-so-distant future. With the ability to become many different types of cells, stem cells play a key role in the body's healing process and the regenerative medicine.


Погледајте видео: Šta su, kako se čuvaju i šta lečimo matičnim ćelijama (Јануар 2023).