Наноматрица для заживления: новый подход к выращиванию стволовых клеток

Новая матрица из нановолокон на микроволокнах может помочь производить больше качественных стволовых клеток для лечения болезней и регенеративной терапии.

Матрица из желатиновых нановолокон на сетке из синтетического полимерного микроволокна может стать лучшим способом для культивирования больших количеств здоровых человеческих стволовых клеток.

Разработанная командой под руководством Кен-ичиро Камей из Института наук об интегрированных клеточно-материальных системах (iCeMS) Университета Киото, матрица «волокно-на-волокне» (FF) улучшает существующие методы культивирования стволовых клеток.

Исследователи разрабатывают 3D-системы культивирования, чтобы позволить человеческим плюрипотентным стволовым клеткам (hPSCs) расти и взаимодействовать с окружением во всех трёх измерениях, как в теле человека, а не в двух, как в чашке Петри.

Плюрипотентные стволовые клетки способны дифференцироваться в любой тип взрослой клетки и обладают огромным потенциалом для терапии регенерации тканей, лечения болезней и исследований.

Большинство современных 3D-систем имеют ограничения и дают низкое количество и качество культивируемых клеток.

Камей и его коллеги создали желатиновые нановолокна на листе микроволокон из синтетического биодеградируемого полигликолевой кислоты. Затем человеческие эмбриональные стволовые клетки были посеяны на эту матрицу в питательной среде.

Матрица FF позволила легко обмениваться факторами роста и добавками из среды к клеткам. Кроме того, стволовые клетки хорошо прикреплялись к матрице, что привело к активному росту: через четыре дня культивирования более 95% клеток выросли и сформировали колонии.

Команда также масштабировала процесс, создав газопроницаемый культуральный мешок, в который поместили несколько сложенных FF-матриц с клетками. Система была спроектирована так, чтобы минимизировать изменения внутренней среды, снижая стресс для клеток. Эта новая система дала большее количество клеток по сравнению с традиционными 2D и 3D методами культивирования.

«Наш метод предлагает эффективный способ расширения hPSCs высокого качества за более короткий срок», — пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Biomaterials.

Кроме того, поскольку использование FF-матрицы не ограничено конкретным типом культуральной ёмкости, это позволяет масштабировать производство без потери функций клеток.

«Более того, поскольку нановолоконные матрицы выгодны для культивирования других адгезивных клеток, включая дифференцированные клетки, полученные из hPSCs, FF-матрица может быть применима для крупномасштабного производства дифференцированных функциональных клеток для различных целей», — заключают исследователи.