2014年1月10日

KIT研究人员开发出人造骨髓

人造骨髓可用于繁殖造血干细胞。 KIT,斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所和图宾根大学的科学家现已开发出一个原型。多孔结构具有天然骨髓的基本特性,可在实验室用于干细胞的繁殖。这可能会在几年内促进白血病的治疗。研究人员现在在 生物材料 日志。

血细胞,例如红细胞或 连续不断地被位于骨髓特定位置的造血干细胞提供的新细胞替代。造血干细胞可用于治疗血液疾病,例如白血病。患者的受影响细胞被合格供体的健康造血干细胞替代。

但是,并非所有的白血病患者都可以通过这种方式进行治疗,因为适当的移植数量并不足够。这个问题可以通过造血干细胞的繁殖来解决。迄今为止,这是不可能的,因为这些细胞仅在其自然环境中,即在其骨髓中保留其干细胞特性。在此利基之外,修改了属性。因此,干细胞的繁殖需要与骨髓中的干细胞生态位相似的环境。

干细胞生态位是具有特定性质的复杂的微观环境。骨骼中的相关区域是高度多孔的,类似于海绵。这种三维环境不仅适合 造血干细胞,以及各种其他与信号物质交换的细胞类型。而且,单元之间的空间具有确保一定稳定性并为单元提供锚定点的矩阵。在干细胞生态位中,细胞还被提供了营养和氧气。

由Cornelia Lee-Thedieck博士领导的年轻研究者小组“干细胞-物质相互作用”由KIT功能接口研究所(IFG),斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所和图宾根大学的科学家组成。它在实验室中人工复制了天然骨髓的主要特性。在合成聚合物的帮助下,科学家创造了一种多孔结构,模拟了在形成血液的骨髓区域内骨头的海绵状结构。此外,他们添加了类似于骨髓基质中存在的蛋白质构建基块,以使细胞锚定。科学家还将干细胞生态位中的其他细胞类型插入结构中,以确保物质交换。

然后,研究人员介绍了 从脐带血中分离出来进入这个人造骨髓。随后的细胞繁殖花费了几天。通过各种方法进行的分析表明,这些细胞确实可以在新开发的人造骨髓中繁殖。与标准细胞培养方法相比,更多的干细胞在人工骨髓中保留了其特定特性。

新开发的 具有天然的主要特性的骨髓 科学家现在可以使用它们在实验室中详细研究材料与干细胞之间的相互作用。这将有助于发现合成材料如何影响和控制干细胞的行为。这种知识可能有助于产生人工干细胞的利基,以特定的繁殖方式。 以及从现在起的十到十五年内的白血病治疗。

更多信息: Annamarija Raic,LisaRödling,Hubert Kalbacher,Cornelia Lee-Thedieck:仿生大孔PEG水凝胶作为3D支架,用于扩增人类造血干细胞和祖细胞。 生物材料. DOI:10.1016 / j.biomaterials.2013.10.038

期刊信息: 生物材料

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