นักวิทยาศาสตร์ใช้สภาพแวดล้อม 3 มิติเพื่อเร่งการเจริญเติบโตของเซลล์ต้นกำเนิด

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้สามารถเปลี่ยนเซลล์ที่โตเต็มที่ลงในเซลล์ต้นกำเนิดได้

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใส่ยีนจำนวนหนึ่งเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ที่แตกต่างกันไปแล้วเช่นเซลล์ผิว ยีนเหล่านี้บอกให้เซลล์กลับไปอยู่ในสภาพดั้งเดิมที่ไม่แตกต่างจากที่พบในตัวอ่อนตอนต้น

AdvertisementAdvertisement

เซลล์ดังกล่าวเรียกว่า "เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent induced" หรือเซลล์ iPS และความสามารถของพวกเขากลายเป็นเซลล์ใด ๆ ในร่างกายมนุษย์หมายความว่าพวกเขามีศักยภาพทางวิทยาศาสตร์และการบำบัดใหญ่

เดือนนี้กลุ่มนักวิจัยชาวสวิสประกาศว่าพวกเขาอาจจะหาวิธีที่จะเร่งความเร็วขึ้นและปล่อยให้พวกเขาทิ้งจาน Petri

อ่านเพิ่มเติม: การบำบัดเซลล์ต้นกำเนิดการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์»

ในร่างกายเซลล์ถูกแขวนลอยอยู่ในเครือข่ายของคอลลาเจนและโมเลกุลอื่น ๆ ที่เรียกว่าเมทริกซ์นอกเซลล์ ทีมงานสามารถประมาณสภาพแวดล้อมนี้ได้โดยใช้พอลิเมอร์ที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งรู้จักกันในนามของ PEG (polyethylene glycol) gel

สิ่งที่พวกเขาค้นพบก็คือทั้งหนูและเซลล์ของมนุษย์ที่ปลูกในเจลกลายเป็นเซลล์ iPS ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วกว่าเซลล์ที่เพาะเลี้ยงในจาน Petri ในความเป็นจริงเซลล์เจลเปลี่ยนไปในช่วงครึ่งเวลาที่เอาเซลล์ที่ปลูกในจาน นวัตกรรมใหม่ของพวกเขาอาจเป็นประโยชน์อย่างแท้จริงสำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านเซลล์ต้นกำเนิด Kevin Whittlesey นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ California Institute for Regenerative Medicine กล่าว

เรากำลังพูดถึงการรักษาไม่ใช่การรักษา Kevin Whittlesey, California Institute for Regenerative Medicine

ปัจจุบันใช้เวลาในการพัฒนาเซลล์ iPS ในห้องปฏิบัติการเป็นเวลาหลายเดือนเพื่อสร้างเซลล์เฉพาะที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการวิจัย และนั่นหมายความว่าต้องจ่ายเงินจำนวนมากสำหรับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่มีราคาแพง

AdvertisingAdvertisement

"ในกระบวนการผลิตใด ๆ เหล่านี้เวลาคือเงิน" Whittlesey กล่าวกับ Healthline

หากกระบวนการนี้สามารถปรับขนาดได้ผลตอบแทนอาจมีมากและไม่เพียงแค่ทางการเงินเท่านั้น

ในทางทฤษฎีนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตอาจใช้เซลล์จากผิวหนังของผู้ป่วยเปลี่ยนเป็นเซลล์ต้นกำเนิดแล้วขยายเนื้อเยื่อที่ผู้ป่วยต้องการ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการปลูกถ่ายอวัยวะที่เป็นคู่ที่สมบูรณ์แบบระหว่างผู้บริจาคกับผู้รับเนื่องจากเป็นบุคคลเดียวกัน

โฆษณา

"เรากำลังพูดถึงการรักษาไม่ใช่การรักษา" Whittlesey กล่าว

ปัจจุบันการบำบัดด้วยเซลล์ต้นกำเนิดได้แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการรักษาผู้ป่วยโรคระบบประสาทส่วนกลางเสื่อมและกระดูกอ่อนกระดูกและไตที่เพิ่มมากขึ้นในสัตว์

AdvertisementAdvertisement

ทั้งเซลล์ตัวอ่อนและ iPS สามารถใช้เพื่อศึกษาโรคในระดับเซลล์และตรวจดูยาเสพติดสำหรับผลข้างเคียงในห้องปฏิบัติการก่อนที่จะให้ผู้ป่วยได้

อ่านต่อ: การรวมกันของเซลล์ต้นกำเนิดการบำบัดด้วยยาสามารถช่วยผู้ป่วยโรคเบาหวานประเภท 2 ได้

ปัญหาที่ต้องแก้ไข

แต่ยังมีอุปสรรคมากมายที่แยกผู้ป่วยออกจากการรักษาเซลล์ต้นกำเนิด

การโฆษณา

ตามความหมายเซลล์ต้นกำเนิดแบ่งการตรวจไม่ได้เช่นเดียวกับเซลล์มะเร็ง การแนะนำเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่แตกต่างไปสู่ผู้ป่วยจะทำให้ผู้ป่วยมีความเสี่ยงต่อมะเร็ง

นอกจากนี้เซลล์ต้นกำเนิดทั้งตัวอ่อนและ iPS ยังยากที่จะควบคุม แม้แต่เซลล์ที่ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดเดียวกันซึ่งควรจะเหมือนกันทางพันธุกรรมก็สามารถทำตัวแตกต่างจากที่อื่นได้ บางเซลล์ lineages ดีกว่าคนอื่น ๆ ที่กลายเป็นเนื้อเยื่อบางอย่าง ไม่มีใครเข้าใจว่าทำไมจริงๆ

AdvertisementAdvertisement

การทดสอบเจลไม่สามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ Lutolf อธิบายว่าทีมของเขาแสดงให้เห็นว่า "หลักการพิสูจน์" ว่าเจลสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตเซลล์ต้นกำเนิดได้สำเร็จแม้ว่าพวกเขาจะยังไม่แน่ใจว่าทำไมถึงใช้งานได้ดี

เขาสงสัยว่ามันมีส่วนเกี่ยวข้องกับเซลล์ที่มีรูปร่างเมื่อโตขึ้น

"ในการใช้สภาพแวดล้อมแบบสามมิติเราจะจัดเรียงเซลล์บังคับให้เติบโตขึ้นเหมือนเซลล์ต้นกำเนิด" Lutolf กล่าว

อ่านต่อ: นักวิจัยทำลายกระบวนการผู้สูงอายุ»

รอบดีกว่าแบน

เซลล์ผิวที่เซลล์ iPS ได้มาจะดูอ่อนกว่าเซลล์ต้นกำเนิด ระนาบกว้างของจาน Petri กระตุ้นเซลล์ให้กระจายออกไปเช่นเซลล์ผิวที่เป็นแม่

แต่ในเมทริกซ์เจลเซลล์ที่อ่อนเยาว์ถูกกักขังอยู่ทุกด้านสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมกับเซลล์ต้นกำเนิดมากกว่าเซลล์ผิวที่เรียบ

เราคิดว่านี่เป็นเรื่องที่จะเปลี่ยนวิธีที่ผู้คนค้นพบยาเสพติดและทดสอบยาเสพติด Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่เซลล์ได้รับการเพาะเลี้ยงในสภาพแวดล้อม 3 มิติ ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์ได้ปลูกอวัยวะเล็ก ๆ โดยการอนุญาตให้เซลล์ต้นกำเนิดสามารถจัดระเบียบตัวเองในเมทริกซ์เจล ห้องทดลองภาษาดัตช์ขยายหนูเม้าส์ขนาดเล็กด้วยวิธีนี้ในปีพ. ศ. 2552