Para saintis Menggunakan Persekitaran 3-D untuk Mempercepat Pertumbuhan Stem Sel
Isi kandungan:
Selama lebih kurang sedekad, saintis telah dapat mengubah sel matang menjadi sel stem.
Proses ini melibatkan memasukkan beberapa gen ke dalam nukleus sel yang telah dibezakan, seperti sel kulit. Gen ini memberitahu sel untuk kembali ke keadaan yang tidak dapat dibezakan, seperti yang terdapat pada embrio awal.
IklanAdvertisementSel-sel semacam itu dipanggil "sel induk pluripotent," atau sel-sel iPS, dan kemampuan mereka untuk berubah menjadi sel apa pun di dalam tubuh manusia bermakna mereka mempunyai potensi saintifik dan terapeutik yang besar.
Tetapi makmal teknik makmal yang kini digunakan untuk membuat sel iPS mengambil masa yang lama dan tidak menghasilkan banyak sel. Itulah batu sandungan besar untuk penyelidikan.
Bulan ini, sekumpulan penyelidik Switzerland mengumumkan bahawa mereka mungkin telah menemui cara untuk mempercepatkan hal-hal itu dan membolehkan mereka memasak hidangan Petri.
"Apa yang kita ada sekarang ialah permukaan plastik dua dimensi ini yang banyak, banyak sel stem sama sekali tidak menyukai," kata Matthias Lutolf, Ph. D., profesor di Ecole Polytechnique Federale de Lausanne di Switzerland dan pengarang kanan kajian itu, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Materials.
Baca Lagi: Terapi Stem Cell Rawatan yang Mungkin untuk Rheumatoid Arthritis »
Going 3-D For Growth Better
Lutolf memberitahu Healthline bahawa dia dan pasukannya menghipotesiskan bahawa sel pluripotent akan berkelakuan berbeza jika mereka berada dalam persekitaran yang lebih baik meniru keadaan tiga dimensi daripada tubuh manusia.
Di dalam badan, sel digantung dalam rangkaian kolagen dan molekul lain yang dikenali sebagai matriks ekstraselular. Pasukan ini dapat lebih kurang memperkirakan persekitaran ini dengan polimer buatan manusia yang dikenali sebagai gel PEG (polietilena glikol).
Apa yang mereka dapati adalah bahawa kedua-dua tetikus dan sel manusia yang ditanam dalam gel berubah menjadi sel iPS lebih cekap dan lebih cepat daripada sel yang dibudidayakan dalam hidangan Petri. Malah, sel-sel gel berubah pada separuh masa yang diambil sel-sel yang ditanam dalam hidangan.
Inovasi mereka boleh menjadi rahmat nyata untuk saintis sel stem, kata Kevin Whittlesey, seorang pegawai sains kanan di Institut California untuk Perubatan Regeneratif.
Kami bercakap tentang penawar, bukan rawatan. Kevin Whittlesey, Institut Perubatan Regeneratif California Pada masa ini, ia mengambil masa beberapa bulan untuk mengembangkan sel-sel iPS di makmal dan bulan-bulan melebihi itu untuk menghasilkan sel-sel tertentu yang mungkin dikehendaki oleh saintis dalam kuantiti yang diperlukan untuk penyelidikan, katanya. Dan ini bermakna membayar banyak peralatan makmal mahal.
AdvertisementAdvertisement"Dalam mana-mana proses pembuatan, masa adalah wang," kata Whittlesey kepada Healthline.
Jika proses itu dapat dipertingkatkan, hasilnya berpotensi besar - dan bukan hanya dari segi kewangan.
Secara teorinya, saintis masa depan boleh mengambil sel-sel dari kulit pesakit, menjadikannya sel-sel stem, dan kemudian mengembangkan tisu yang diperlukan oleh pesakit. Ini akan menyebabkan pemindahan organ yang merupakan perlawanan sempurna antara penderma dan penerima - kerana mereka adalah orang yang sama.
Iklan"Kami bercakap mengenai penawar, bukan rawatan," kata Whittlesey.
Setakat ini, terapi sel stem telah menunjukkan beberapa kejayaan dalam merawat pelbagai pesakit sklerosis dan dalam rawan, tulang, dan buah pinggang yang semakin meningkat dalam model haiwan.
AdvertisementAdvertisementKedua-dua sel embrio dan iPS juga boleh digunakan untuk mengkaji penyakit di peringkat selular dan untuk menapis dadah untuk kesan sampingan di dalam makmal sebelum mentadbirkannya kepada pesakit.
Baca Lagi: Gabungan Sel Stem, Terapi Obat Dapat Mengembalikan Jenis 2 Diabetes »
Masalah Yang Memerlukan Perbaikan
Tetapi masih terdapat banyak halangan yang memisahkan pesakit daripada penawar sel stem.
IklanSecara definisi, sel-sel stem dibahagikan, sama seperti sel-sel kanser. Memperkenalkan sel stem yang tidak dibezakan ke dalam pesakit akan meletakkan pesakit berisiko untuk kanser.
Selain itu, kedua-dua sel stem embrio dan iPS amat sukar untuk dikawal. Malah sel-sel sel yang diperolehi dari sel induk yang sama - yang sepatutnya genetik identik - boleh bertindak berbeza daripada satu sama lain. Sesetengah keturunan sel jauh lebih baik daripada yang lain untuk menjadi tisu tertentu. Tiada siapa yang benar-benar memahami mengapa.
AdvertisementAdvertisementPercubaan gel tidak menangani masalah ini. Lutolf menjelaskan bahawa pasukannya semata-mata menunjukkan "bukti prinsip" bahawa gel boleh digunakan dengan jayanya untuk menghasilkan sel-sel stem, walaupun mereka tidak pasti mengapa ia berfungsi dengan baik.
Dia mengesyaki ia mempunyai kaitan dengan cara sel terbentuk apabila mereka tumbuh.
"Dalam menggunakan persekitaran tiga dimensi, kami menyusun sel-sel kuasa secara mekanik untuk tumbuh seperti sel stem," kata Lutolf.
Baca Lagi: Penyelidik Memecahkan Proses Penuaan »
Pusingan Lebih Baik Daripada Rata
Sel-sel kulit yang mana sel-sel iPS diperoleh lebih banyak daripada sel stem. Hidangan luas hidangan Petri menggalakkan sel-sel untuk menyebar seperti sel-sel kulit induk mereka.
Akan tetapi, dalam matriks gel, sel-sel muda yang terkawal boleh dipertahankan pada semua pihak, mewujudkan persekitaran yang lebih sesuai untuk sel stem bulat daripada sel kulit rata.
Kami fikir ini benar-benar akan mengubah cara orang menemui dadah dan ubat ujian. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de LausanneIni bukan kali pertama sel-sel telah dibiayai dalam persekitaran 3-D. Malah, saintis telah mengembangkan organ-organ kecil dengan membolehkan sel-sel stem untuk menyusun diri dalam matriks gel. Sebuah makmal Belanda berkembang usus tikus kecil seperti ini pada tahun 2009.
Penemuan itu telah mengilhami Lutolf untuk berpaling di sebelah penyiasatan organ-organ kecil seperti ini, yang juga dikenali sebagai "organoids."
" Kami fikir ini benar-benar akan mengubah cara orang menemui dadah dan ubat ujian, "katanya.
Dan mungkin, beberapa hari, merawat pesakit.
