За пределами Матригеля: инженерный гидрогель для трёхмерной культуры стволовых клеток

от

Учёные из Университета Осаки разработали новый гидрогель, который позволяет эффективно культивировать человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) в трёхмерном (3D) пространстве.

Создав уникальный фьюжн-протеин, сочетающий свойства фибрина и молекулы клеточной адгезии ламинина-511, важного компонента внеклеточного матрикса, поддерживающего плюрипотентные стволовые клетки в ранних эмбрионах, команда разработала синтетическую и безопасную альтернативу традиционным материалам.

Их статья «Laminin-511-функционализированный фибриновый гель обеспечивает пролиферацию человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в геле» опубликована в журнале Matrix Biology.

Новый материал открывает путь к химически определённому, клинически применимому 3D каркасу

Этот новый материал открывает путь к химически определённому, клинически применимому трёхмерному каркасу, который может заменить Матригель, позволяя создавать медицинские органоиды из ИПСК и других стволовых клеток и, в конечном итоге, продвигая регенеративную медицину и открытие лекарств.

Текущие стандарты и проблемы

Текущим стандартом является Матригель, полученный из опухолей мышей, который непригоден для клинического использования из-за неопределённого состава и животного происхождения. Исследователи искали безопасную, химически определённую альтернативу. Хотя фибриновый гель является клинически проверенным биоматериалом, ему не хватает адгезии для стволовых клеток.

Цель исследования

Целью этого исследования было преодоление этого ограничения путём интеграции мощных адгезивных свойств ламинина-511 в фибриновый каркас.

Результаты исследования

Исследовательская группа разработала уникальную систему трёхмерной культуры, чтобы преодолеть это ограничение. Они успешно интегрировали ламинин-511, белок, имеющий решающее значение для адгезии и пролиферации стволовых клеток, в гель на основе фибрина. Фибрин — это натуральный биосовместимый белок, что делает его идеальным каркасом.

Исследование показало, что человеческие ИПСК можно успешно выращивать «внутри» этого специализированного геля, позволяя им пролиферировать в трёхмерной структуре, которая более точно напоминает то, как клетки растут в живых тканях. Ожидается, что этот метод будет поддерживать жизнеспособность и плюрипотентность клеток более эффективно, чем традиционные методы.

Этот инновационный метод культивирования может революционизировать производство стволовых клеток для терапевтического использования. Как химически определённая альтернатива Матригелю для трёхмерной культуры стволовых клеток, не содержащая животных компонентов, он напрямую решает ключевые проблемы безопасности и воспроизводимости. Его более сильные клеточно-адгезивные свойства также открывают путь для создания клинически применимых органоидов и продвижения регенеративной медицины без ограничений, связанных с материалами животного происхождения.

«Наш фрагмент ламинина-511 E8 широко используется для двухмерной культуры, но Матригель по-прежнему доминирует при создании трёхмерных органоидов», — говорит профессор Киётоси Секигучи, старший автор. «После множества проб и ошибок мы пришли к этому белку Chimera-511. Путь к полной, клинически жизнеспособной замене Матригеля ещё долог, но эта работа — значительный шаг в этом направлении».

Предоставлено Университетом Осаки.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте