Тканевая инженерия кости методом 3D-биопринтинга с использованием мезенхимальных стволовых клеток и гидрогеля

Трехмерные гидрогели с четкими контурами, содержащие последовательности биологических молекул, которые участвуют в адгезии клеток, являются многообещающими кандидатами для использования в области тканевой инженерии. Такие гидрогели могут быть использованы для культивирования и дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток (МСК, или мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток), полученных из костного мозга. Биопечать или 3D-биопринтинг (печать объектов с помощью 3D-биопринтера) является эффективным методом, позволяющим приблизиться к созданию искусственной биологической структуры с естественной организацией клеток. В данном исследовании изучался эффект включения коллагена I типа в трехмерный гидрогель на основе полисахаридов, созданный путем 3D-биопринтинга, на изменение клеточной морфологии, на способность к ремоделированию костной ткани и к минерализации.

Мезенхимальные стволовые клетки пуповины могут быть использованы для тканевой инженерии хряща

Стволовые клетки, в связи с их характерным свойствами, являются многообещающим инструментом для новых разработок в области тканевой инженерии и, в частности, для регенерации хрящевой ткани. Хотя мезенхимальные стволовые клетки (МСК, более корректное название - мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, ММСК), полученные из костного мозга, уже длительное время являются наиболее используемыми в тканевой инженерии хряща, их применение имеет некоторые ограничения. Благодаря таким свойствам, как низкая иммуногенность и, в особенности, способность к хондрогенной дифференцировке, мезенхимальные стволовые (стромальные) клетки вартонова студня пуповины обещают быть интересным источником МСК для тканевой инженерии хряща.

Агрегаты мезенхимальных стволовых клеток пуповины в гидрогеле для лечения дефектов хряща

Существует различные многообещающие методики с применением гидрогеля, которые были разработаны специально для регенеративной медицины, а именно, для лечения заболеваний хряща. Целю исследователей было изучить, может ли использование стволовых клеток в форме агрегатов обладать преимуществами в этой области.

Синтетический гидрогель для изучения взаимодействий клеток и внеклеточного матрикса

Опубликованы результаты исследования по разработке и валидации системы для изучения взаимодействия внеклеточного матрикса с находящимися в нем клетками. Система на основе гидрогеля позволяет оценить влияние таких параметров внеклеточного матрикса, как  жесткость субстрата и плотность определенных веществ.

Трехмерное окружение способствует дифференцировке гемопоэтических стволовых клеток в мегакариоциты in vitro

Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) дифференцируются в мегакариоциты (МКЦ), функцией которых является производство тромбоцитов. При этом получение достаточного количества тромбоцитов in vitro затруднено в связи с небольшим выходом МКЦ. Обеспечение оптимальной трехмерной (3D) архитектуры для ГСК может способствовать их дифференцировке в мегакариоциты, имитируя некоторые важные функции костномозговой структуры.

Скаффолд для культивирования гемопоэтических стволовых клеток in vitro

Наращивание гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСК/ГПК) in vitro с помощью стандартных методов ограничено, а получаемое количество этих клеток в большинстве случаев недостаточно для клинического применения. Это связано с тем, что ГСК быстро теряют свою мультипотентность в культуре благодаря быстрому началу дифференцировки. В то же время гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки эффективно самообновляются в своем естественном микроокружении (гемопоэтической нише) в костном мозге. Поэтому создание искусственного аналога костного мозга на основе современных биоматериалов является многообещающим подходом к культивированию этих клеток.

Гидрогель на основе протеинов для 3D-культивирования мезенхимальных стволовых клеток

Гидрогели широко используются в качестве носителя (скаффолда) в тканевой инженерии, так как они способны обеспечить отличное микроокружение для биоактивных компоненов, включая клетки и факторы роста. Авторы данного исследования изучили свойства гидрогеля, созданного на основе белков. 

Тканеинженерная надкостница улучшает приживление аллотрансплантата кости

Аллотрансплантаты, содержащие мезенхимальные стволовые клетки, остаются клиническим "золотым стандартом" для лечения дефектов кости критического размера, несмотря на минимальное приживление и до 60% вероятности развития недостаточности трансплантата. Поэтому разработка стратегий по улучшению заживления и интреграции аллотрансплантатов является важной научной задачей. В недавнем исследовании, проведенном учеными из Рочестерского университета, США, для этих целей используются методики тканевой инженерии.

Нанокомпозитный гидрогель для тканевой инженерии твердых тканей

Коллагеновые гидрогели обладают неудовлетворительными физико-химическими и механическими свойствами, а также подвержены значительной усадке в процессе культивирования клеток. Это ограничивает их потенциальное применение в тканевой инженерии твердых тканей. Авторы данной работы разработали нанокомпозитные гидрогели, состоящие из коллагена и мезопористых наночастиц из биоактивного стекла (mesoporous bioactive glass nanoparticles, mBGn) с поверхностным аминированием. Исследователи рассмотрели эффекты добавления mBGn (в соотношении с коллагеном 2:1, 1:1 и 1:2) и их поверхностного аминирования на физико-химические и механические свойства гидрогелей. 

Свежие научные публикации: клеточная терапия

Новые научные публикации в области клеточной терапии. Опубликованы результаты генотерапии небольших групп пациентов с использованием лентивирусного вектора, несущего нормальный ген, и аутологичных гемопоэтических стволовых клеток, при синдроме Вискота-Олдрича и метахроматической лейкодистрофии. Разработана методика отслеживания диссоциации комплекса TCR-лиганд на поверхности Т лимфоцита в режиме реального времени и сделан вывод о корреляции скорости диссоциации и защитных способностях клеток. Было показано, что истощение В клеток в сочетании с введением апоптотических донорских спленоцитов индуцирует толерантность к ксеногенному трансплантату островков поджелудочной железы. Также для лечения диабета разрабатывается методика получения трансплантатов островков из стволовых клеток пульпы зуба. Кроме того, описаны использование инъекционного гидрогеля для регенерации студенистого ядра межпозвончного диска, механизм регенерации сетчатки при трансплантации гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток, обработка трансплантата сердаца мультипотентными взрослыми прогениторными клетками. Обзоры посвящены внутрисуставному введению стволовых клеток после культивирования у людей и клеточной терапии при дилятационной кардиомиопатии.

Свежие научные публикации: мезенхимальные стволовые клетки

Данная подборка последних научных публикаций посвещена новейшим исследователям в области мезенхимальных стволовых клеток. Рассматриваются некоторые методики тканевой инженерии с применением МСК, молекулярные механизмы остеогенной и адипогенной дифференцировки этих клеток, а также некоторые вопросы формирования костной и хрящевой ткани. Кроме того, описано применение модицифированных МСК при лечении ишемии скелетных мышц и опубликован новый обзор, посвещенный клиническому применению мезенхимальных стволовых клеток в целом.

Гидрогель, меняющий форму под воздействием света

Ученые из Университета Беркли, Калифорния, создали гидрогель, формой которого можно манипулировать при помощи инфракрасного света. При попадании света объект, выполненный из этого материала, сгибается. Чтобы продемонстрировать это свойство гидрогеля, исследователи изготовили объект в виде руки и с помощью фонарика заставили его пальцы шевелиться. Этот материал в будущем найдет применение в тканевой инженерии и робототехнике.