Studie zeigt große molekulare Unterschiede zwischen Stammzellen wachsen auf verschiedenen Biomaterialien

Die Gene, die notwendig für das Wachstum und das überleben von Stammzellen unter Einfluss der Biomaterialien auf die Sie kultivierten, Forscher an der University of Toronto gefunden haben.

Die Studie von Forschern an der Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research ergab, dass verschiedene Substrate zu beschichten die Oberfläche des lab-Gericht für die Zellen haften, können ändern Sie die Zellen “ molekulare Staaten – und möglicherweise Ihr Verhalten – und sollte berücksichtigt werden, in die zukünftige Forschung.

„Zellen sind oft gepflegt auf verschiedenen Substraten unter der Annahme, dass die Beschaffenheit des Untergrundes nicht machen, dass viel von einem Unterschied“, sagt Jelena Tomic, einer der führenden Autoren auf dem Papier und ein wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor von Jason Moffatt, professor für molekulare Genetik an der Donnelly Centre.

Zwar gab es Berichte, dass diese Biomaterialien können Einfluss auf bestimmte molekulare Veränderungen in den Zellen, ist das Ausmaß dieser änderungen hatte nicht im detail untersucht worden – bis jetzt.

Schreiben in der Zeitschrift Cell Reports, die U von T verwendeten die Forscher das gen, Bearbeitung von CRISPR-Technologie zu untersuchen, welche Gene sind essentiell für die embryonale Stammzellen-Vermehrung. Sie fanden heraus, dass zwei Häufig verwendete Substrate haben eine viel tiefere Wirkung auf die Zellen molekulare Eigenschaften als bisher geschätzt.

Die Wirkung ist gedacht, die durch die Substrat-Moleküle, die Interaktion mit Rezeptoren auf der Zelloberfläche.

Neben Tomic, post-Doktorandin Barbara Mair und Doktoranden-Sanna Masud wurden auch Blei co-Autoren der Studie. Die Untersuchung selbst erfolgte in Kooperation mit den Senior-Wissenschaftler Gordon Keller Gruppe an der University Health Network, und wurde durch die University of Toronto Medizin by Design initiative zur Unterstützung der regenerativen Medizin Forschung durch die Zusammenarbeit von Experten aus den unterschiedlichsten Disziplinen.

Stammzellen, wie Sie in einem embryo, halten Versprechen für die regenerative Medizin, die sich Dank Ihrer einzigartigen Eigenschaften. Sie können multiplizieren, um mehr Stammzellen, und Sie sind pluripotent, was bedeutet, dass unter den richtigen Bedingungen, Sie können sich zu jedem Zelltyp im Körper. Dies macht Sie zu einer idealen Quelle von Zellen für die Erzeugung von Gewebe im Labor zu untersuchen und zu behandeln. In den letzten paar Jahrzehnten haben Forscher entwickelten eine Reihe von Methoden zu erhalten, die Stammzellen im pluripotenten Zustand oder machen Sie wiederum in spezialisierte Zelltypen wie Nervenzellen.

„Jedes Labor verwendet eine andere Weise, das Wachstum der Zellen, es ist, was passt Ihr Labor am besten“, sagt Masud. „Aber unsere Daten zeigen, dass es deutlich macht schon einen erheblichen Unterschied, was Sie wachsen Ihrer Zellen auf.“

Um zu untersuchen, Substrat-Effekte, das team zu teilen Sie die gleichen charge von Stammzellen und multipliziert Sie in den Gerichten, dessen Oberfläche beschichtet wurde mit verschiedenen Substraten. Ein Substrat Bestand aus einem Bett von unreifen Maus-Zellen, bekannt als Maus-embryonalen Fibroblasten oder MEFs, die gedacht werden, um imitieren die Zellen “ Natürliche Umgebung des Embryos. Der andere war laminin, eine Komponente der matrix, in der die Zellen eingebettet sind, im inneren des Körpers. Neben der MEFs und laminin, mehrere andere Substrate verwendet, für den Anbau von Stammzellen, aber Ihre Auswirkungen bleiben unklar.

Die Forscher waren überrascht zu erfahren, inwieweit die Stammzellen wurden unähnlich, auf der molekularen Ebene, je nachdem, ob Sie angebaut wurden auf MEFs oder laminin. Zuerst die Wissenschaftler Unterschiede in der gen-Verwendung und fand, dass so viele wie die Hälfte aller Gene, die aktiviert wurden unterschieden zwischen den beiden zellpopulationen.

Arbeiten mit Toronto das Zentrum für die Vermarktung der Regenerativen Medizin, schufen die Forscher die embryonalen Stammzellen Zellen, die eine induzierbare CRISPR-Schalter, so dass Sie schalten Sie, ein zu einer Zeit, die alle der etwa 20.000 menschlichen Gene zu finden, die für pluripotente Zelle Wachstum. Diese Studien waren technisch zu anspruchsvoll ist, bevor CRISPR entwickelt wurde vor ein paar Jahren. Die Daten zeigten, dass die proliferation in den pluripotenten Zustand in den beiden Zell-Populationen wurde beibehalten, die durch teilweise überlappende sets von Genen.

„Die Leute haben anekdotisch beobachtet, dass das Wachstum-Substrat kann sich auf die Zellen Verhalten, so dass an sich ist nicht allzu überraschend, aber das große Ausmaß, in dem es gilt [beeinflussen Verhalten] ist sehr überraschend“, sagt Mair.

„Unsere Studie bietet die Stammzell-Feld mit Daten zu beurteilen, wie Ihr Substrat kann INHERENT bias-Ihre Zellen, die das genetische make-up, noch bevor Sie damit anfangen, keine Experimente.“