Wetenschappers hebben een nieuwe manier ontdekt om de regeneratieve kracht van stamcellen in het laboratorium te repliceren, die kunnen leiden tot krachtige behandelingen voor verwondingen en ziekten.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , Dr. Catherine Berry en professor Matthew Dalby van het Institute of Molecular Cell and Systems Biology van de Universiteit van Glasgow, beschrijven hoe ze in staat zijn geweest bundels beenmergstamcellen te creëren en te controleren die werken zoals de stamcellen in het lichaam doen, Deze bundels cellen zijn in staat om verwondingen te genezen in in het laboratorium gekweekte bot- en kraakbeenmodellen.

Mesenchymale stamcellen worden van nature in het lichaam geproduceerd en hebben het unieke vermogen om zich te ontwikkelen, of 'onderscheiden', in vele andere verschillende soorten cellen, zoals botten, kraakbeen of vetcellen. Ze hebben een enorm potentieel voor gebruik in de geneeskunde, maar ze zijn moeilijk goed te kweken in het laboratorium, omdat wanneer ze buiten het lichaam worden bewaard, ze spontaan en willekeurig differentiëren.

In het lichaam, echter, ze wachten in het beenmerg totdat er een regeneratieve vraag op hen wordt gesteld. Vervolgens, ze veranderen in rijpe celtypes om het bot te herstellen, kraakbeen, ligament of pees eromheen.

Door 3D-sferoïdeculturen te gebruiken in plaats van standaard 2D-celgroeitechnieken, de onderzoekers hebben aangetoond dat ze stamcellen kunnen laten groeien en voorkomen dat ze over een langere periode differentiëren.

Om dit te behalen, ze voegen magnetische nanodeeltjes toe aan elke stamcel. Vervolgens, met behulp van een eenvoudige magneet, ze bouwden bolvormige massa's van ongeveer 10, 000 stamcellen, net groot genoeg om met het blote oog te zien, in de loop van slechts een paar uur. Wanneer geplaatst in zachte gel, vergelijkbaar met de consistentie van beenmerggelei, deze bolletjes cellen blijven gedurende lange kweekperiodes als stamcellen, zonder ongewenste differentiatie

Volgende, de onderzoekers plaatsten de 3D sferoïde culturen naast laboratoriumwondmodellen van kraakbeen, bot en ligament. Toen de bundel stamcellen naast het geblesseerde gebied werd geplaatst, ze werden snel weer actief, migreerden naar het beschadigde weefsel, en begonnen te differentiëren op dezelfde manier als in het menselijk lichaam om een ​​wond te genezen.

Evenals voor het begrijpen van de regeneratie van het bewegingsapparaat, de kleine mergstamcelmodellen kunnen worden gebruikt om medicijnen te testen die zijn ontworpen om de stamcellen te activeren en die toepassingen hebben die verder gaan dan het bot, herstel van kraakbeen en banden.

Dokter Catherine Berry, van het Universitair Instituut voor Moleculaire Cel- en Systeembiologie, zei:"Dit is een heel opwindende ontdekking, die een vrij eenvoudige en betaalbare methode gebruikt om stamcellen te laten groeien en onderhouden die klaar zijn om weefsels te genezen.

"Hoewel dit artikel gaat over ons onderzoek naar het gebruik van deze stamcellen met bot en kraakbeen, we beginnen al samen te werken met partners van het Paul O'Gorman Leukemia Research Center en het Beatson West of Scotland Cancer Center om te kijken naar het potentieel om deze techniek te gebruiken om leukemie en borstkanker te bestrijden.

"Beide ziekten kunnen bundels kankercellen in het beenmerg verbergen die jarenlang sluimeren voordat ze weer actief worden, secundaire kankers veroorzaken die vaak erg moeilijk te behandelen zijn, Het kan zijn dat veranderingen in mesenchymale stamcelactiviteit verband houden met de activering van kankercellen.

"We willen graag onderzoeken hoe we onze techniek kunnen gebruiken om meer te begrijpen over hoe stamcellen communiceren met andere cellen en wat we kunnen doen om stamcellen effectiever te gebruiken in de geneeskunde."

De krant, getiteld 'Een rustige, Regeneratie-Responsive Tissue Engineered Mesenchymale Stamcel Beenmerg Niche Model via Magnetische Levitatie', wordt gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano .