Inligting

Hoe word stamselle vervaardig vir stamselgebaseerde terapieë?

Hoe word stamselle vervaardig vir stamselgebaseerde terapieë?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek was besig met 'n eerste soektog op google, maar kon niks kry wat ek soek nie. Ek weet waar stamselle vandaan kom en 'n bietjie oor hul differensiasievlakke. Byvoorbeeld, embrionale stam word steeds mesenchymale stamselle en wat nie. Ek verstaan ​​ook dat epiteelweefsel selle in 'n pluripotente stamsel toestand kan verander, maar teen 'n baie lae doeltreffendheid. So, opsy, hoe word stamselle verkry in die volumes wat nodig is vir stamselgebaseerde terapieë sonder om te veroorsaak dat hulle tydens produksie begin differensieer?


Ek het nie jou vraag presies verstaan ​​nie. As jy wil vra hoe om die potensiaal van stamselle te behou, ja, daar is verskeie verbindings wat stamselle kan behou, soos Leukemia Inhibitory Factor (LIF). Sover ek weet, het die gebruik van pluripotente stamsel, soos ES, iPS, steeds die probleem om teratoom in vivo -studie te formateer. Dit beteken dat pluripotente stamselle heeltemal moet onderskei.


Stamselle en die toekoms van regeneratiewe medisyne (2002)

Tsy verslag spreek sleutelvrae aan oor die biologie en terapeutiese potensiaal van menslike stamselle, ongedifferensieerde selle wat aanleiding kan gee tot gespesialiseerde weefsels en organe. Mediese en wetenskaplike belangstelling in stamselle is gebaseer op 'n begeerte om 'n bron van nuwe, gesonde weefsel te vind om siek of beseerde menslike organe te behandel. Dit is bekend dat sommige organe, soos die vel en die lewer, in staat is om hulself te herstel wanneer dit beskadig is, maar dit is nog nie verstaan ​​waarom en hoe sommige weefsels hierdie vermoë het nie, en ander nie. Onlangse navorsing het aangedui dat stamselle 'n sleutel tot hierdie regeneratiewe eienskappe is.

Daar is bevestigde bronne van stamselle in volwasse weefsels, soos beenmurg, wat die vermoë handhaaf om in die diverse seltipes van daardie weefsel te differensieer deur die lewe van 'n organisme. Selle wat die vermoë behou om te verdeel en te differensieer in meer gespesialiseerde selle van verskillende weefseltipes, is egter selde by die volwassene. Daarteenoor het die oënskynlik onbeperkte potensiaal van die ongedifferensieerde selle van die vroeë embrio embrioniese stamselle die fokus van groot wetenskaplike belangstelling gemaak. Sedert 1998, toe James Thomson van die Universiteit van Wisconsin-Madison die eerste kulture van die menslike embrionale stamsel (ESC) ontwikkel het, is al hoe meer aandag geskenk aan wetenskaplike verslae wat dui op die terapeutiese potensiaal van stamselle vir die behandeling van verskeie degeneratiewe siektes en beserings (Thomson et al., 1998). Wat nou bekend staan ​​as regeneratiewe medisyne poog om te verstaan ​​hoe en hoekom stam

TABEL 1. Potensiële Amerikaanse pasiëntpopulasies vir stamselgebaseerde terapieë

Die toestande wat hieronder gelys word, kom in baie vorme voor en dus kan nie elke persoon met hierdie siektes potensieel voordeel trek uit stamsel-gebaseerde terapieë nie. Die wydverspreide voorkoms van hierdie toestande dui egter daarop dat stamselnavorsing miljoene Amerikaners kan help

Bron: Afgelei van Perry (2000).

selle, hetsy afkomstig van menslike embrio's of volwasse weefsels, is in staat om te ontwikkel tot gespesialiseerde weefsels, en poog om hierdie potensiaal te benut vir weefselvervangingsterapieë wat verlore funksie in beskadigde organe sal herstel.

Die lys van siektes en beserings wat as moontlike doelwitte van stamselterapie genoem word, toon in groot mate waarom stamselle soveel hoop bied vir revolusionêre vooruitgang in die geneeskunde (tabel 1). Baie van hulle&mdash, soos Parkinson&rsquos-siekte, diabetes, hartsiektes, Alzheimer&rsquos-siekte en rugmurgbeserings&mdash, het min of geen behandelingsopsies nie, so miljoene Amerikaners soek tans geneesmiddels.

Die hoop om stamselle te gebruik om regeneratiewe terapieë te produseer, stel fundamentele vrae: Gee menslike ESC's al die kliniese beloftes wat daaraan toegeskryf word? Is die verwesenliking van die belofte op hande? Het stamselle uit alle bronne dieselfde vermoëns? Wat is hul potensiaal vir regeneratiewe medisyne?

DIE LAAG AAN DIE KOMITEE

Lede van die National Research Council & rsquos Board on Life Sciences en lede van die Institute of Medicine & rsquos Board on Neuroscience and Behavioral Health het in Desember 2000 onafhanklik besluit dat hulle 'n werkswinkel sou borg oor die wetenskaplike en mediese waarde van stamselnavorsing. Die Komitee vir die Biologiese en Biomediese Toepassings van Stamselnavorsing is aangestel om die werkswinkel te organiseer en 'n verslag op te stel oor die biologie en biomediese toepassings van stamselle in regeneratiewe medisyne. (Bylaag A bevat biografiese sketse van die komiteelede.)

Die aanklag teenoor die komitee was soos volg:

'N Aangestelde komitee organiseer 'n werkswinkel oor die biologie en biomediese toepassings van stamselle. Die werkswinkel sal verskeie aspekte van stamselnavorsing ondersoek, insluitend: die biologiese eienskappe van stamselle in die algemeen, die huidige stand van kennis oor die molekulêre en sellulêre kontroles wat transdifferensiasie in selle afkomstig van verskillende soorte weefsels beheer, die gebruik van stamselle om neurone, hart, niere, bloed, lewer en ander weefsels te genereer, en die voornemende kliniese gebruike van hierdie weefsels. Die werkswinkel sal die biologiese verskille van selle wat uit verskillende bronne verkry word, byvoorbeeld embrio's, fetale weefsels of volwasse weefsels, bespreek en kommer oor die gebruik van verskillende bronne van stamselle bespreek. Die komitee sal 'n verslag opstel wat die werkswinkel en die wetenskaplike en openbare beleidsopgawes saamvat wat sowel geleenthede as hindernisse vir vordering op hierdie gebied bied.

Die komitee&rsquos-werkswinkel het op 22 Junie 2001 by die Nasionale Akademie van Wetenskappe in Washington, D.C. Bylaag B bevat die vergaderingagenda en biografieë van die aanbieders. Oudiolêers van die sprekers en aanbiedings sal beskikbaar wees by die werkswinkelwebwerf: www.nationalacademies.org/stemcells tot 31 Desember 2002.

Dit is belangrik om die grense van die komitee se koste en werk te verduidelik. Alhoewel data en menings in die wetenskaplike en ander wetenskaplike

literatuur ondersoek is, het die projek nie 'n volledige oorsig van die wetenskaplike literatuur op hierdie gebied probeer nie. Daar moet kennis geneem word dat die National Institutes of Health kort na die werkswinkel 'n groot verslag vrygestel het oor die &ldquoScientific Progress and Future Research Directions&rdquo van stamselle, en hierdie dokument het waardevolle inligting verskaf vir die komitee&rsquos-verslag (NIH, 2001).

Die komitee het die werkswinkel gereël om sleutelkwessies in die status van stamselnavorsing aan te spreek deur inligting van wetenskaplike leiers in die veld in te samel. Daarbenewens het die werkswinkel die geleentheid gebied vir die komitee om te hoor van beide diegene wat embrioniese stamselnavorsing ondersteun en diegene wat dit op etiese gronde teëstaan. Die komitee het nie probeer om die etiese dilemmas op te los nie en beperk sy kommentaar tot wetenskaplike punte wat bedoel is om die etiese bespreking te verduidelik of in te lig. Hierdie verslag sintetiseer die werkswinkelaanbiedings en stel die komitee se gevolgtrekkings uit die vergadering voor. Die verslag spreek veral die volgende vrae aan:

Watter eienskappe van stamselle maak hulle wenslik vir regeneratiewe medisyne?

Watter biologiese kenmerke van stamselle is goed gevestig? Wat is onseker?

Watter implikasies het die biologiese kenmerke van verskillende stamselle vir die ontwikkeling van terapeutiese toepassings?

Watter geleenthede en hindernisse staar stamselnavorsing in die gesig, en hoe is dit relevant vir mediese terapieë?

Die komitee het die kwessie van reproduktiewe kloning, wat soms aan stamselnavorsing gekoppel word, buite perke geplaas omdat die tegniek van somatiese selkernoordrag (SCNT) in albei gevalle gebruik kan word om embrio's te skep (sien kassie). Die belangstelling in hierdie tegniek vir stamselnavorsing hou verband met die moontlikheid om stamselle te produseer vir regeneratiewe terapie wat geneties ooreenstem met die persoon wat 'n weefseloorplanting benodig. Die immuunstelsel is gereed om weefseloorplantings te verwerp

Vergelyking van stamselproduksie met reproduktiewe kloning

Die doelwit van stamselnavorsing deur die tegniek van somatiese selkernoordrag (SCNT) te gebruik, moet skerp gekontrasteer word met die doelwit van reproduktiewe kloning, wat, deur gebruik te maak van 'n soortgelyke tegniek, daarop gemik is om 'n embrio te ontwikkel wat geneties identies is met die skenker van sy gene en plant dan daardie embrio in 'n vrou se baarmoeder en laat dit volwasse tot geboorte. Kloning vir voortplantingsdoeleindes sal die onderwerp wees van 'n aparte verslag wat nou deur die Nasionale Akademies&rsquo-komitee oor die wetenskaplike en mediese aspekte van menslike kloning ontwikkel word. In die tabel hieronder word die sellulêre materiale en tegnieke van stamselnavorsing vergelyk met dié van reproduktiewe kloning.

Volwasse en fetale stamselle

Embrionale stamselle vervaardig met die SCNT -tegniek

Reproduktiewe kloning: embrio's vervaardig met die SCNT -tegniek

Om ongedifferensieerde stamselle vir navorsing en terapie te verkry

Om ongedifferensieerde stamselle vir navorsing en terapie te verkry

Om ongedifferensieerde stamselle te verkry wat geneties by die ontvanger aangepas is vir navorsing en terapie

Om embrio te produseer vir inplanting, wat lei tot die geboorte van 'n kind

Geïsoleerde stamselle van volwasse of fetale weefsel

Selle van 'n embrio in blastosiststadium wat deur bevrugting geproduseer word

Selle uit 'n blastosist wat geproduseer word deur die ontwikkeling van 'n enucleated eier wat met die kern van die somatiese sel van die pasiënt en rsquos voorsien word (SCNT -tegniek)

Enucleated eier voorsien van kern van skenker & rsquos somatiese sel (SCNT tegniek)

Selle wat in kultuur geproduseer word om siek of beseerde weefsel aan te vul

Selle wat in kultuur geproduseer word om siek of beseerde weefsel aan te vul

Selle wat in kultuur geproduseer word om siek of beseerde weefsel aan te vul

Die embrio is afkomstig van die ontwikkeling van die eier, ingeplant en kan tot die geboorte ontwikkel

van geneties nie-identiese mense, en immunologiese verwerping hou ernstige kliniese risiko's in wat lewensgevaarlik kan wees. Om die bedreiging van immunologiese verwerping te oorkom, is dus een van die belangrikste wetenskaplike uitdagings vir stamseloorplanting en inderdaad vir enige soort oorplanting. Die SCNT -tegniek bied die moontlikheid om stamselle vir oorplanting uit die ontvanger se eie selle te verkry. Sulke selle produseer slegs die eie proteïene van die pasiënt en sal nie 'n immunologiese reaksie veroorsaak wanneer dit in die pasiënt oorgeplant word nie.

Die komitee is respekvol bewus van die wye verskeidenheid sosiale, politieke, regs-, etiese en ekonomiese kwessies wat in beleidvorming in 'n demokrasie in ag geneem moet word. En dit is beïndruk deur die verbintenis van alle partye in hierdie debat tot lewe en gesondheid, ongeag die verskillende gevolgtrekkings wat hulle maak. Die komitee hoop dat, deur vrae aan te spreek oor die wetenskaplike potensiaal van stamsel en hoe daardie potensiaal die beste verwesenlik kan word, dit nuttig kan bydra tot die debat en tot die verbetering van behandelings vir die invaliderende menslike siektes en beserings.

WAT IS STEMSELLE? BASIESE DEFINISIES

Stem selle is ongespesialiseerde selle wat onbepaald self kan hernu en wat ook kan differensieer in meer volwasse selle met gespesialiseerde funksies. By mense is stamselle in die binneste selmassa van die vroeë embrio in sommige weefsels van die fetus, die naelstring en plasenta en in verskeie volwasse organe geïdentifiseer. In sommige volwasse organe kan stamselle tot meer as een gespesialiseerde seltipe in daardie orgaan aanleiding gee (neurale stamselle veroorsaak byvoorbeeld drie seltipes wat in die brainneurone, gliale selle en astrocyte voorkom). Stamselle wat in staat is om te differensieer in seltipes verder as dié van die weefsels waarin hulle normaalweg woon, word gesê om te vertoon plastisiteit. As daar gevind word dat 'n stamsel aanleiding gee tot veelvuldige weefseltipes wat met verskillende organe verband hou, word die stamsel genoem veelvoudig. 1

Die woord & ldquopluripotent & rdquo word soms gebruik om stamselle te beskryf wat in 'n baie wye reeks van weefseltipes. In hierdie verslag omvat die term multipotent hierdie tipe stamsel.

Embrioniese stamselle (ESC's) is afgelei van 'n vroeë stadium embrio. Bevrugting van 'n eiersel deur 'n sperm lei tot 'n sigoot, die vroegste embrioniese stadium (Figuur 1). Die sigoot begin ongeveer 30 uur na bevrugting verdeel, en op die derde tot vierde dag is die embrio 'n kompakte bol van 12 of meer selle, bekend as die morula. Vyf tot ses dae na bevrugting, en na nog 'n paar sikeldelingssiklusse, begin die morula-selle spesialiseer en vorm 'n hol sel, 'n blastosis genoem, met 'n deursnee van ongeveer 150 mikron ('n sewende van 'n millimeter) ). Die buitenste laag van die blasotosist word die trofoblast genoem, en die groep selle binne die sfeer word die binneste selmassa genoem. In hierdie stadium is daar ongeveer 70 trofoblastselle en ongeveer 30 selle in die binneste selmassa. Die selle van die binneste selmassa is multipotente stamselle wat aanleiding gee tot alle seltipes van die belangrikste weefsellae (ektoderm, mesoderm en endoderm) van die embrio. In die afgelope 3 jaar het dit moontlik geword om hierdie stamselle uit die blastosist te verwyder en in 'n ongedifferensieerde toestand in selkultuurlyne in die laboratorium te hou (NIH, 2001) (Figuur 2). Om bruikbaar te wees vir die vervaardiging van mediese terapieë, moet gekweekde ESC's gedifferensieer word in geskikte weefsels vir oorplanting na pasiënte. Navorsers begin net leer hoe om hierdie differensiasie te bereik.

Fetale stamselle is primitiewe seltipes by die fetus wat uiteindelik in die verskillende organe van die liggaam ontwikkel, maar navorsing met fetale weefsel is tot dusver beperk tot slegs 'n paar seltipes: neurale stamselle, insluitend neurale kuifselle hematopoietiese stamselle en pankreas-eilandvoorlopers. Neurale stamselle, wat talle in die fetale brein is, kan in 'n ongedifferensieerde vorm in kultuur geïsoleer en gegroei word, en daar is bewys dat hulle in die drie hooftipes breinselle kan onderskei (Brustle et al., 1998 Villa et al. , 2000). Hierdie selle is gebruik in knaagdiermodelle van Parkinson & rsquos siekte (Sawamoto et al., 2001 Studer et al., 1998). Neurale kuifselle ontstaan ​​uit die neuraalbuis en migreer daaruit regdeur die ontwikkelende fetus. Hulle is in staat om te ontwikkel tot verskeie seltipes, insluitend die senuwees wat die hart en die ingewande innerveer, nie-neurale selle van hormoonafskeiende kliere, vark-


Stamsel-gebaseerde terapieë bedreig deur die ophoping van p53 mutasies

Menslike embrionale stamselle (ES) kan self onbepaald hernu en tot feitlik alle seltipes in die liggaam aanleiding gee. Dit maak hulle 'n waardevolle bron van selle vir regeneratiewe terapieë. ES-selle-afgeleide selle word in kliniese toetse geëvalueer vir hul veiligheid in terapeutiese intervensies vir verskeie siektes. McCarroll, Eggan en kollegas rapporteer nou dat menslike ES-selle mutasies ophoop in TP53 - die geen wat kodeer vir die tumoronderdrukker p53 - wat in ∼ 50% van die kankers gemuteer word.

Vorige studies het getoon dat gekweekte menslike pluripotente stamselle (PSC's) aneuploïdie en groot kopiegetalvariasies kan verkry, en dat hierdie mutasies 'n groeivoordeel aan selle kan verleen. Die skrywers het daarop gemik om ander mutasies wat in kultuur verkry kan word, te identifiseer deur alle eksons in die genoom (eksome) van 140 onafhanklike gekweekte ES-sellyne (114 lyne onderhou deur die Amerikaanse Nasionale Instituut van Gesondheid en 26 lyne voorberei onder goeie vervaardiging) te identifiseer praktykvoorwaardes vir moontlike kliniese gebruik). Daarna het hulle berekeningsontledings gebruik om mutasies wat slegs in 'n subset selle in elke ES -sellyn voorkom, te identifiseer, wat dus oorerflike polimorfismes uitsluit. Met hierdie benadering het hulle 263 van sulke kandidaat-mosaïekvariante geïdentifiseer, waarvan 28 voorspel is om geenfunksie te ontwrig.

Die skrywers het hierdie 28 mutasies gekenmerk en het opvallend gevind dat ses daarvan was TP53, wat ook die enigste geen was wat meer as een keer gemuteer is. Die ses mutasies is in vyf onverwante sellyne geïdentifiseer. Die ses missense-mutasies (wat almal 'n sitosienresidu van 'n CpG-dinukleotied behels) is in vier DNA-bindingsdomeine van p53 gekarteer. Daar is getoon dat mutasies by hierdie posisies dominant negatief is, deur te verhoed dat wilde-tipe p53 aan die promotors van sy teikengene bind, en word geassosieer met 'n hoë risiko om kanker te ontwikkel.

Die skrywers het getoon dat al ses mutasies tydens selkultuur verkry is, en beraam dat hulle teenwoordig was in 'n aansienlike fraksie (14-80%) van selle in die geaffekteerde sellyne. Ontleding van selle van vroeë kultuurgange het bevestig dat die TP53 mutasies het 'n sterk selektiewe voordeel verleen, met die proporsie mutante allele wat ~ 1.9-voudig per deurgang toegeneem het. Hierdie bevinding stem ooreen met vorige verslae dat p53-verlies seloorlewing, proliferasie en die herprogrammering van somatiese selle na pluripotensie bevorder.

Laastens het 'n ontleding van openbaar beskikbare RNA -opeenvolgingsdata van 117 menslike PSC -lyne (wat kan onderskei in verskillende seltipes) nog agt missens -mutasies in TP53 wat verskil van die ses wat in die huidige studie geïdentifiseer is, maar wat ook in die p53 DNA-bindende domein is. Sommige van hierdie gepubliseerde studies het dieselfde bronsellyn gebruik, wat daarop dui dat die mutasies ook tydens selkultuur ontstaan ​​het.

'Hierdie studie. beklemtoon die behoefte aan noukeurige genetiese ontledings van stamselle en hul gedifferensieerde afgeleides voor kliniese gebruik ”

Hierdie studie dui aan dat gekweekte menslike PSC's 'n hoë neiging het om kankerverwante mutasies op te bou TP53, met implikasies vir hul gebruik in siektemodellering en selvervangingsterapieë. Dit demonstreer die behoefte om nuwe kultuuromstandighede te ontwikkel wat die selektiewe druk kan verminder TP53 mutasies plaasvind, en dit beklemtoon die noodsaaklikheid van deeglike genetiese ontledings van stamselle en hul gedifferensieerde afgeleides voor kliniese gebruik. Die studie dui ook daarop dat volgordebepaling gebruik kan word om moontlike skadelike mutasies op te spoor en sodoende die veiligheid van selvervangingsterapieë te verhoog.


2. Huidige kliniese toepassings van stamselle

In al die publisiteit rondom embrionale en iPS-selle, is mense geneig om te vergeet dat stamselgebaseerde terapieë reeds in kliniese gebruik is en dit al dekades lank is. Dit is insiggewend om na te dink oor hierdie behandelings, want dit bied belangrike voorbehoude oor die reis van bewys-tot-beginsel in die laboratorium na die werklike voordeel van die pasiënt in die kliniek. Hierdie voorbehoude sluit in doeltreffendheid, pasiëntveiligheid, regeringswetgewing en die koste en potensiële winste verbonde aan pasiëntbehandeling.

Hemopoëtiese stamseloorplanting is die oudste stamselterapie en is die algemeenste behandeling (Perry & Linch 1996 Austin et al. 2008). Die stamselle kom van beenmurg, perifere bloed of koordbloed. Vir sommige toepassings word die eie selle van die pasiënt ingeënt. Allogene stamseloorplanting is egter nou 'n algemene prosedure vir die behandeling van beenmurgversaking en hematologiese maligniteite, soos leukemie. Skenkerstamselle word gebruik om immuunfunksie by sulke pasiënte te herstel na bestraling en/of chemoterapie. In die Verenigde Koninkryk het die regulatoriese raamwerk wat vir beenmurgoorplanting ingestel is, nou 'n uitgebreide taak, wat die gebruik van ander weefsels en organe dek (Austin et al. 2008).

Vordering in immunologiese navorsing het die nut van beenmurgoorplanting aansienlik verhoog, sodat allograftskenkers vir die beste pasmaat getoets kan word om verwerping en ent-teen-gasheer-siekte te voorkom (Perry & Linch 1996). Dit is die moeite werd om te onthou dat orgaanoorplantingsprogramme ook afhang van 'n begrip van immuunverwerping, en middels is beskikbaar om effektiewe langtermyn-immuunonderdrukking vir ontvangers van skenkerorgane te verskaf. Alhoewel dit natuurlik wenslik is dat nuwe stamselbehandelings die pasiënt se eie selle betrek, is dit beslis nie noodsaaklik nie.

Twee groot voordele van hemopoïetiese stamselterapie is dat dit nie nodig is om die selle in kultuur uit te brei of om 'n meersellige weefselargitektuur voor oorplanting te rekonstitueer nie. Hierdie struikelblokke is oorkom om gekweekte epidermis te genereer om outoloë oorplantings te verskaf vir pasiënte met voldikte wonde, soos derdegraadse brandwonde. Bewys-van-beginsel is in die middel-1970's gevestig, met kliniese en kommersiële toepassings wat vinnig gevolg het (Green 2008). Met 'n soortgelyke benadering is limbal stamselle suksesvol gebruik om visie te herstel by pasiënte wat ly aan chemiese vernietiging van die kornea (De Luca et al. 2006).

Ex vivo uitbreiding van menslike epidermale en korneale stamselle behels dikwels kweek op 'n voerlaag van muis fibroblastiese selle in medium wat beeserum bevat. Alhoewel dit natuurlik verkieslik sou wees om diereprodukte te vermy, was daar geen bewyse oor die afgelope 30 jaar dat blootstelling daaraan nadelige uitwerking gehad het op pasiënte wat die oorplantings ontvang nie. Die voortdurende uitdagings wat epitheliale stamselbehandelings bied, sluit in verbeterde funksionaliteit van die ent (bv. Deur die opwekking van epidermale haarfollikels) en verbeterde oppervlaktes waarop die selle gekweek kan word en op die pasiënte toegedien kan word. Die behoefte om stamsellewering te optimaliseer, lei tot noue interaksies tussen die stamselgemeenskap en bioingenieurs. In 'n onlangse voorbeeld is die tragea van 'n pasiënt herstel deur 'n nuwe weefsel wat in 'n kultuur gebou is, uit donor -ontcellulariseerde tragea te plant, gesaai met die pasiënt se eie beenmurgselle wat gedifferensieer is in kraakbeenselle (Macchiarini et al. 2008).

Terwyl hemopoëtiese stamselterapieë wyd beskikbaar is, is behandelings met gekweekte epidermis en kornea nie. In lande waar gekweek epiteeltransplantate beskikbaar is, is die aantal potensiële pasiënte relatief klein en die behandeling duur. Kommersiële organisasies wat gekweekte epidermis vir enting verkoop, het bevind dat dit nie besonder winsgewend is nie, terwyl dit in lande met gesondheidsorg wat deur die publiek gefinansier word, die behoefte het om 'n toegewyde laboratorium op te rig om die ente te genereer, die finansiële koste –voordeleverhouding te hoog (Groen 2008 ).

Kliniese studies oor die afgelope 10 jaar dui daarop dat stamseloorplanting ook potensiaal het as 'n terapie vir neurodegeneratiewe siektes. Kliniese proewe het behels dat breinweefsel van geaborteerde fetusse geënt word by pasiënte met Parkinson se siekte en Huntington se siekte (Dunnett et al. 2001 Wright & Barker 2007). Alhoewel sommige suksesse opgemerk is, was die uitkomste nie eenvormig nie en verdere kliniese toetse sal meer verfynde pasiëntkeuse behels, in 'n poging om te voorspel wie sal baat en wie nie. Natuurlik, afgesien van die teenkanting in baie kringe teen die gebruik van fetale materiaal, is daar praktiese uitdagings wat verband hou met beskikbaarheid en eenvormigheid van die geënte selle en dus is terapieë met suiwer populasies van stamselle 'n belangrike en haalbare (Conti). et al. 2005 Lowell et al. 2006), doelwit.

Geen oorweging van die huidige beskikbare stamselterapieë is volledig sonder verwysing na genterapie nie. Hier was 'n paar belangrike prestasies, insluitend die suksesvolle behandeling van kinders met 'n X-gekoppelde ernstige gekombineerde immuungebrek. Die hele gebied vir genterapie het egter tot stilstand gekom toe verskeie van die kinders leukemie ontwikkel het as gevolg van die integrasie van die terapeutiese retrovirale vektor naby die LMO2-onkogene lokus (Gaspar & Thrasher 2005 Pike-Overzet et al. 2007). Kliniese proewe het sedertdien weer begin, en in 'n interessante voorbeeld van gekombineerde geen/stamselterapie, het 'n pasiënt met 'n epidermale blaasversteuring 'n outoloë oorplanting van gekweekte epidermis ontvang waarin die gebrekkige geen reggestel is ex vivo (Mavilio et al. 2006).

Dit is slegs enkele voorbeelde van behandelings wat stamselle insluit wat reeds in die kliniek is. Hulle wys hoe die gebied van stamseloorplanting met die terreine van genterapie en bioingenieurswese verbind is, en hoe dit baat gevind het by vordering op ander terreine, soos immunologie. Stamselle bied ongetwyfeld 'n geweldige potensiaal om baie menslike siektes te behandel en weefselskade te herstel as gevolg van besering of veroudering. Die gevaar lê natuurlik in die potensieel dodelike skemerkelkie van desperate pasiënte, entoesiastiese wetenskaplikes, ambisieuse klinici en kommersiële druk (Lau) et al. 2008). Internasionaal ooreengekome en afgedwing regulasies is noodsaaklik om pasiënte te beskerm teen die gevare van stamseltoerisme, waardeur behandelings wat nie in een land goedgekeur is nie, vrylik in 'n ander beskikbaar is (Hyun et al. 2008).


Spesiale uitgawe -redakteur

Die kwessie is bedoel om die agtergrond van moderne tegnologie van stamsel-identifikasie aan te spreek ten opsigte van optimale kandidate wat gebruik word om onderskeie siektes te behandel. Dit sluit in vitro-voortplanting en identifisering van stamselle afkomstig van weefselreservoirs, die skepping van persoonlik aangepaste selle uit somatiese selle deur geïnduseerde pluripotensiële toestand (iPS), en herdifferensiasie in stamselvoorloper-stamvader, genetiese modifikasies van stam selle om die gewenste kapasiteit te verhoog as. pro-angiogeniese, pro-regeneratiewe, anti-inflammatoriese, anti-fibrotiese gene. Dit sal alle tegniese aspekte van gene bekendstelling insluit (verbygaande versus stabiele geenooruitdrukking), optimalisering van promotors, vektore en beeldingstelsels (molekulêre probes enkelvoudig/dubbel). Persoonlik aangepaste eie stamselle deur iPS-tegnologie sal genetiese ooruitdrukking, epigenetiese strategie, mRNA (insluitend klein regulatoriese molekules), proteïene en klein chemiese molekules (metilering vs demetilering) insluit. Selherdifferensiasie sal skemerkelkies van groeifaktore, mediakomponente, outomatiese stelsels van kunsmatige intelligensie, versnelde in vitro selveroudering insluit (spesifiek in die geval van spierkomponente insluitend skeletspiere en hart sowel as selle van sentrale senuweestelsel). Stamsellewering word verbind met stamselmonitering van migrasieroetes en oorgange, insluitend nuwe instrumentasie van lewende in situ-nasporingstelsels, endoskopie, ultraklank, isotopiese en nie-isotopiese maniere van opsporing. Stamselretensie in teikenorgane vereis chaperones vir die ander gepaardgaande stam-/stamvader selle, gradiëntskepping by die gebruik van samespel van reseptore met chemokien-aantreklikheidsmolekules, aanvullende medisyne wat deur nanotegnologiese middels verskaf word, soos nanokapsules met self-afbrekende eienskappe en bestand teen pro-inflammatoriese milieu terwyl dit stimulerende eienskappe toon vir die werking van stamselle. Boonop is dokumente wat materiaal, nanomateriaal en stellasies beskryf in kombinasie met probleme met selretensie sowel as aanpassing by mikro-omgewing en orgaanspesifiek, welkom. Ons soek dokumente oor immunomodulerende eienskappe teenoor stamsel, aanvaarding op immuunbevoorregte terreine as deel van die optimalisering van protokolle, afhangende van die vraag van die teikenorgaan. Ten slotte is ons op soek na referate oor organoïede vanuit die toekomsperspektief van stamseltegnologie en 3-D orgaanargitektuur om 'n futuristiese siening van orgaanvervanging af te rond.

Prof. Dr. Maciej Kurpisz
Gasredakteur

Inligting oor manuskripvoorlegging

Manuskripte moet aanlyn ingedien word by www.mdpi.com deur te registreer en aan te meld by hierdie webwerf. Sodra u geregistreer is, klik hier om na die voorleggingsvorm te gaan. Manuskripte kan ingedien word tot die sperdatum. Alle vraestelle word deur eweknie beoordeel. Aanvaarde vraestelle word deurlopend in die joernaal gepubliseer (so gou as dit aanvaar word) en sal saam op die spesiale uitgawe se webwerf verskyn. Navorsingsartikels, resensieartikels sowel as kort kommunikasie word uitgenooi. Vir beplande referate kan 'n titel en kort opsomming (ongeveer 100 woorde) na die Redaksie gestuur word vir aankondiging op hierdie webwerf.

Voorgelegde manuskripte moes nie voorheen gepubliseer gewees het nie, en moes ook nie elders gepubliseer word nie (behalwe konferensieverrigtings). Alle manuskripte word deeglik beoordeel deur 'n enkelblinde portuurbeoordelingsproses. 'N Gids vir outeurs en ander relevante inligting vir die indiening van manuskripte is beskikbaar op die Instruksies vir skrywers -bladsy. Selle is 'n internasionale eweknie-geëvalueerde oop toegangsjoernaal wat deur MDPI gepubliseer is.

Besoek die Instruksies vir outeurs -bladsy voordat u 'n manuskrip indien. Die artikelverwerkingsheffing (APC) vir publikasie in hierdie ooptoegangjoernaal is 2000 CHF (Switserse frank). Voorgelegde vraestelle moet goed geformateer wees en goeie Engels gebruik. Skrywers kan MDPI se Engelse redigeerdiens gebruik voor publikasie of tydens skrywershersienings.


HESC-afleiding en media

hESC's kan afgelei word met behulp van 'n verskeidenheid metodes, van klassieke verbouing tot laserondersteunde metodologieë of mikrokirurgie [11]. hESC-differensiasie moet gespesifiseer word om teratoomvorming te vermy (sien Fig. 3).

Spontane differensiasie van hESCs veroorsaak die vorming van 'n heterogene selpopulasie. Daar is egter 'n ander resultaat wanneer toewydingseine (in vorme van oplosbare faktore en kultuuromstandighede) toegepas word en die seleksie van stamvader selle moontlik maak

hESC's differensieer spontaan in embrioniese liggame (EB's) [12]. EB'e kan in plaas van embrio's of diere bestudeer word om hul uitwerking op vroeë menslike ontwikkeling te voorspel. Daar is baie verskillende metodes vir die verkryging van EB's, soos bioreaktorkultuur [13], hangdruppelkultuur [12] of mikrogolftegnologie [14, 15]. Met hierdie metodes kan spesifieke voorlopers in vitro [16] vorm.

Die essensiële deel van hierdie verbouingsprosedures is 'n skeiding van innerlike selmassa tot kultuur toekomstige hESC's (Fig. 4) [17]. Rosowski et al. [18] beklemtoon dat daar veral aandag gegee moet word aan die beheer van spontane differensiasie. As die kolonie die toepaslike grootte bereik, moet selle geskei word. Die voorkoms van pluripotente selle duur 1-2 dae. Omdat die klassieke gebruik van hESC's etiese kommer veroorsaak oor gastrulas wat tydens prosedures gebruik is, het Chung et al. [19] het uitgevind dat dit ook moontlik is om hESC's van vier sel embrio's te verkry, wat 'n groter kans op embrio oorlewing laat. Boonop het Zhang et al. [20] slegs gebruik in vitro-bevrugting groei-gestopte selle.

Kweek van pluripotente stamselle in vitro. Drie dae na bevrugting word totipotente selle gevorm. Blastosiste met ICM word gevorm op die sesde dag na bevrugting. Pluripotente stamselle van ICM kan dan suksesvol op 'n skottel oorgedra word

Selgang word gebruik om kleiner groepe selle op 'n nuwe kultuuroppervlak [21] te vorm. Daar is vier belangrike deurgangsprosedures.

Ensimatiese dissosiasie is 'n snywerking van ensieme op proteïene en adhesiedomeine wat die kolonie bind. Dit is 'n sagter metode as die handleiding. Dit is van kardinale belang om nie hESC's alleen te laat na verbygaan nie. Solitêre selle is meer sensitief en kan maklik sel -dood ondergaan, kollagenase tipe IV is 'n voorbeeld [22, 23].

Handmatige deurgang, aan die ander kant, fokus op die gebruik van selskrapers. Die seleksie van sekere selle is nie nodig nie. Dit moet gedoen word in die vroeë stadiums van sellynafleiding [24].

Gebruik van trypsien laat 'n gesonde, outomatiese hESC deurgang toe. Goeie vervaardigingspraktyk (GMP) -graad rekombinante trypsien is wyd beskikbaar in hierdie prosedure [24]. Daar is egter 'n risiko om die pluripotensie en lewensvatbaarheid van stamselle te verminder [25]. Tripsienbenutting kan gestaak word met 'n inhibeerder van die proteïen rho-geassosieerde proteïenkinase (ROCK) [26].

Etileendiamintetraasynsuur (EDTA) onderdruk indirek sel-tot-sel-verbindings deur tweeledige katione te cheleer. Hulle onderdrukking bevorder sel dissosiasie [27].

Stamselle benodig 'n mengsel van groeifaktore en voedingstowwe om te kan onderskei en ontwikkel. Die medium moet elke dag verander word.

Tradisionele kultuurmetodes wat vir hESC's gebruik word, is muis-embrioniese fibroblaste (MEF's) as 'n voerlaag en beeserum [28] as 'n medium. Martin et al. [29] het getoon dat hESC's wat in die teenwoordigheid van diereprodukte gekweek word, die nie-menslike sialiensuur uitdruk, N.-glykolielneuramiensuur (NeuGc). Feeder layers prevent uncontrolled proliferation with factors such as leukaemia inhibitory factor (LIF) [30].

First feeder layer-free culture can be supplemented with serum replacement, combined with laminin [31]. This causes stable karyotypes of stem cells and pluripotency lasting for over a year.

Initial culturing media can be serum (e.g. foetal calf serum FCS), artificial replacement such as synthetic serum substitute (SSS), knockout serum replacement (KOSR), or StemPro [32]. The simplest culture medium contains only eight essential elements: DMEM/F12 medium, selenium, NaHCO3, l -ascorbic acid, transferrin, insulin, TGFβ1, and FGF2 [33]. It is not yet fully known whether culture systems developed for hESCs can be allowed without adaptation in iPSC cultures.


Embryonic development in a dish

Recent studies aimed at producing specific differentiated cells from ESCs or iPSCs have followed the principle established by Wichterle and colleagues [12] and attempted to recapitulate embryonic development in cell culture. At the core of this approach is the recognition that embryonic development occurs as a series of steps, with cells that have multipotential capacity becoming increasingly differentiated (Figure 1). However, even armed with this recognition, success has been somewhat mixed.

The most common approach for regulating cell differentiation is based on coaxing cells through sequential stages of differentiation. The top schematic is generic and could be applied to any cell type. The lower paradigm is one that could be used to produce pancreatic β-cells and is taken from the work of Chen et al. [43]. DE, definitive endoderm EP, endocrine progenitor PP, pancreatic progenitor.

One instructive example is that of Kattman and colleagues [27], who published a very thorough paper describing a protocol to produce cardiac myocytes from ESCs and iPSCs in which they sequentially added morphogenic factors important in the appearance of cardiac muscle. They stressed a few general conclusions: (a) the first step of any differentiation procedure, the induction of the correct germ layer, must occur efficiently (b) quantitative markers of different stages of development are helpful (c) the timing of activation or inhibition of various morphogenic pathways is critical, especially given that the very same pathway can have a stimulatory or an inhibitory influence at different times and (d) the concentration of the inducing factors must be controlled carefully. In essence, this work confirms that the complex environment of the embryo can be reproduced to at least some degree. However, the authors also pointed out that there is significant variation among different cell lines so that protocols may have to be tailored to each, perhaps because individual lines may make variable amounts of their own inducing factors. This would be a significant hurdle if it were necessary to produce cardiac myocytes from tens or hundreds of patient lines for drug toxicity testing. Thus, finding a way of overriding this variability would be a valuable advance.

Again by adopting an analogous strategy, Studer and colleagues [28] have pursued methods for producing particular types of neurons efficiently. Importantly, they introduced a convenient way of regulating early neural induction by treating human ESCs, grown without standard feeder layers, with inhibitors of both TGF-β and bone morphogenetic protein (BMP) signaling [28]. This group went on to show the utility of this technique in the generation of dopaminergic neurons and motor neurons. Subsequent studies confirmed its utility in the derivation of cell types as diverse as neural crest [29] and floor plate [30].


How are Stem Cells Produced for Stem Cell Based Therapies? - Biologie

Regenerative Medicine encompasses many fields of science and medicine.  The image below effectively portrays the scope of Regenerative Medicine as the umbrella, it covers many fields of research and clinical practice. Stem cell research and therapies continue to enhance the field of Regenerative Medicine and what it offers patients and scientists.  Stem cells have and will continue to play a critical role in scientific discoveries through developmental biology and therapeutic applications, however, we should be mindful to not limit our descriptions or thoughts regarding Regenerative Medicine and it’s capabilities to stem cell research alone.  The only constraints placed around it are the ones we set, as those in the field seek to uncover the intricacies of our biological systems.

Typically, when the term ‘Regenerative Medicine’ arises people automatically think about stem cells, particularly, embryonic stem cells.  Being that embryonic stem cell research is currently a highly debated topic in both the scientific and political field, the assumption that Regenerative Medicine Research only involves embryonic stem cell research can be narrowing to the field and does not allow one to understand its full potential.  While all stem cell work is vital to the advancement of Regenerative Medicine research and therapies, we cannot interchange the two terms as equals.  As we learn more about Regenerative Medicine, we must broaden our minds, so as not to limit the vast possibilities that Regenerative Medicine researchers seek to find in the inherent mysteries of our biological systems.  

How are stem cells and Regenerative Medicine linked? 

As discussed in other portions of this site, Regenerative Medicine is a comprehensive term used to describe the current methods and research employed to revive and/or replace dead or damaged tissue.  A portion of Regenerative Medicine research revolves around the use of stem cells, including embryonic, adult, and induced pluripotent stem cells (iPS), however there are many other resources that are utilized in order to carry out the mission of Regenerative Medicine research. These include transplants, biomaterials, scaffolds, machines and electronics, stimulation pathways, drug therapy, and many others.  This is thoroughly discussed on the ‘What is Regenerative Medicine?’ page. 

Stem cells have a very important role in Regenerative Medicine Research and have many potential applications.  First, because of their role in development and their potential to develop into many different cells types, stem cells are vital to the field of developmental biology.  Developmental biologists seek to uncover what genes and pathways are involved in cell differentiation (how cells develop into specific cell types such as liver, skin, or muscle cells) and how these can be manipulated to create new healthy tissues.  Second, stem cells can be applied to drug testing and development.  New drugs that are developed in Pharma could be safely and effectively tested using differentiated stem cells.  As scientists learn more about how stem cells develop to form new tissue they will be able to apply their knowledge in maintaining differentiated cell types that can be used to test particular drugs.  This method is already underway in the cancer therapy world, where cancer cells and grown in the laboratory for the purpose of testing anti-tumor and chemotherapeutic drugs.  Finally, and of most interest to patients and scientists is the role stem cells will play in Cell-Based Therapy.  These therapies will apply the understanding of stem cell development, differentiation, and maintenance to generate new, healthy tissue for diseases needing transplant or replacement of damaged tissue, such as arthritis, Parkinson's disease, type 1 diabetes, and coronary disease.  Cell therapies may one day be able to replace organ donation and eliminate the issues that accompany it such as rejection and tissue insufficiency.   Although there are still many difficulties surrounding the field of stem cell research and therapy, over the coming decades scientists hope to continue to make discoveries that will enable the potentials of cell-based therapy to become a reality. 


Universiteit van Nebraska Mediese Sentrum
42ste en Emile, Omaha, NE 68198
402-559-4000 | Kontak Ons


Screen and Profile with iPSC-Derived Human Cells

Now available through our exclusive partnership with bit.bio, and its precise opti-ox cellular reprogramming technology, human iPSC-derived cell models become consistent, scalable and reproducible. Generated in large quantities and varied tissue types, bit.bio’s reprogrammed cell types are an excellent tool to support your high-throughput screening campaigns. Combined with our extensive experience in stem cell culturing and differentiation, you now have access to robust assay quality for your HTS and cell-based assays.

Robust HTS with the New Generation of iPSC-Derived Human Cells

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be used to generate large numbers of cells of varied tissue types, making them an ideal vehicle for HTS and cell-based discovery screening. bit.bio, formerly ElpisBiomed, has applied deep learning algorithms to accelerate the discovery of methods for the reprogramming of every single cell type in the human body. Reprogrammed from patient-derived iPSCs, bit.bio‘s library of validated human cells delivers consistency, purity, scale, and speed to support robust HTS screening.

Our discovery clients now have a distinct advantage. Combining the physiological relevance of bit.bio’s reprogrammed iPSC-derived human cells with Charles River’s extensive experience with stem cell culturing and differentiation, high content imaging, and assay development, you receive reproducible cell populations and robust assay quality for your HTS and cell-based assays.

Case Study: bit.bio Rapid Differentiation into Functional Neurons

Within 12 days, bit.bio’s ioGlutamatergic Neurons convert into consistent, functional glutamatergic neurons. Cells exhibit neurite outgrowth and express numerous key neuronal markers, including Tbr1, MAP2, vGLUT1, synaptophysin and PSD95. ioGlutamatergic Neurons are programmed to rapidly mature upon revival in a 384-well plates without specialty differentiation media or protocols. This is unlike traditional methods which yield inconsistent numbers and purity of neurons, take over 30 days to achieve the same levels of maturity as the programmed ioGlutamatergic Neurons, and often cannot be performed in multi-well plates. Batch to batch reproducibility and homogeneity create a stable human model for excitatory neuronal activity and disease.

In addition to displaying protein markers consistent with neuronal differentiation, ioGlutamatergic Neurons form functional neural networks as measured by MEA after 2-3 weeks of maturation. This allows identification of compounds that show functional alteration of phenotypes relevant to diseased states. Before the bit.bio solution, this process was very difficult to establish at scale.

IoNEURONS/glut are Suitable for HTS Applications

Displaying relevant markers for differentiation, ioGlutamatergic Neurons also differentiate in high density plates. This allows us to perform high-throughput screening in a physiologically-relevant cell type. Using an assay previously developed to identify the presence of huntingtin expressed at physiological levels, we were able to observe reproducible titrations of compounds shown to lower HTT. We were also able to perform functional follow-up assays, again on endogenous protein, to examine whether compounds were acting via toxicity or nonspecific protein degradation.

Robust and Scalable iPSC Cells for HTS

Learn more about the characterization of human iPSC-derived glutamatergic neurons.


Oor ons

Stem cell technology has opened huge possibilities for cell therapy and regenerative medicine. With professional scientists and years of experience, Creative Biolabs provides high-quality products and services in the field of stem cell therapy development for customers all over the world.

During the last few years, remarkable progress has been made in gene and cell therapy. Positive proof-of- principle results have been obtained for several diseases, such as adrenoleukodystrophy, hemophilia IX, β-thalassemia, malignant glioblastoma, leukemia and other types of cancer.

Thus, it is expected that several new gene therapy products will enter the clinical arena in the not-so-distant future. With the ability to become many different types of cells, stem cells play a key role in the body's healing process and the regenerative medicine.