Tekstiilitutkijat valmistavat kantasoluista elinkudoksia
Julkaisupäivä:Elinhankinta- ja siirtoverkoston mukaan lähes 3 000 ihmistä kuoli odottaessaan elinsiirtoa vuonna 2022, ja yli 100 000 ihmistä on edelleen jonotuslistalla. NC State -tutkija näkee tulevaisuuden ilman luovuttajaelimiä ja luo perustan kantasolujen kasvattamiselle korvaavaksi elimeksi.
Jessica M. Gluck, apulaisprofessori tekstiilitekniikka, kemia ja tiede in Wilson College of Textiles, tutkii mikroympäristöjä ihmiskehossa. Nämä mikroympäristöt edistävät solujen kasvua ja aktiivisuutta, ja niillä on erilaisia fyysisiä ja mekaanisia ominaisuuksia riippuen siitä, missä kehossa ne ovat.
Gluckin laboratorio kokeilee nanokuitumateriaaleja luodakseen rakennustelineitä, jotka voivat siirtää kantasoluja kehoon. Yksilöstä otetut solut voidaan olennaisesti ohjelmoida uudelleen alkion kaltaisiksi kantasoluiksi. Kantasolut ovat pluripotentteja, joten ne voivat uusiutua mihin tahansa kehon soluun. Gluck ja hänen tiiminsä muuttavat nanokuitutelineiden ominaisuuksia matkimaan tiettyjä mikroympäristöjä, mikä puolestaan kannustaa kantasoluja tulemaan tietyntyyppisiksi soluiksi tai kasvamaan tietyksi kudokseksi.
LIITTYVÄT
Gluckin laboratoriossa tehtävä perustieteellinen tutkimus tukee tulevaa soveltavaa tutkimusta, joka keskittyy elinten korjaamiseen ja kasvattamiseen: Solujen kehityksen vivahteiden ymmärtäminen auttaa tutkijoita oppimaan ehkäisemään sairauksia ja luomaan uutta kudosta.
”Emme tarvitsisi luovuttajaelimiä tai luovuttajakudoksia. Ihmisten ei tarvitsisi huolehtia siitä, että heidän kehonsa hylkää siirretyt elimet", Gluck sanoi. "Olemme vielä kaukana tästä todellisuudesta, mutta uskon, että seuraavien 20 vuoden aikana alamme nähdä tämän prosessin muuttuvan toteuttamiskelpoisemmaksi henkilökohtaisessa lääketieteessä."
Pinnalla tekstiilit kuulostavat suilta ja pyyhkeiltä. Kun tarkastelet alaa kokonaisuutena, katsot asioita, jotka on valmistettu polymeereistä, mikä on melkein kaikkea.
Gluck ja hänen tiiminsä kokeilevat luodakseen telineitä, jotka jäljittelevät erityisesti sydämen ja sarveiskalvon mikroympäristöjä. Tutkimus käsittää tekstiilejä, biolääketieteen tekniikkaa, lääketiedettä ja konetekniikkaa. Gluck on työskennellyt rinnalla Sähkö- ja tietokonetekniikan laitos ja Biolääketieteen tekniikan yhteinen laitos tutkia sähkövirtoja sydämen soluissa. Gluck on myös osa Vertailevan lääketieteen instituutti, joka edistää tieteidenvälistä tutkimusta ja tieteellisiä löytöjä ihmisten ja eläinten terveyden parantamiseksi. Monitieteinen lähestymistapa on elintärkeä laboratoriossa. https://www.youtube.com/embed/Zqqt39k9njg?feature=oembed&enablejsapi=1Pluuripotentit kantasolut lyövät synkronisesti samalla tavalla kuin sydänsolut.
Suh Hee Cook, tohtori ehdokas Kuitu- ja polymeeritiedeohjelma, oli opiskellut biolääketieteen tekniikkaa ennen tuloaan Wilson College of Textiles -yliopistoon. He suunnittelivat ansaitsevansa tohtorin tutkinnon. biolääketieteen tekniikassa ennen kuin he oppivat, että Gluck tutki sydänkudosta. Nyt he tutkivat, kuinka pluripotenteista kantasoluista voi tulla sydämen myosyyttejä.
"Olemme päässeet siihen pisteeseen, jossa kantasolut lyövät kuin sydämen myosyytit, mutta ne eivät lyö niin voimakkaasti tai synkronoidut kuin todellinen myosyytti", Cook sanoi. ”Olemme kiinnostuneita johtavista materiaaleista, koska sydämenlyönti on sähköinen asia. Kun valmistamme materiaalia, haluamme nähdä, kuinka solut reagoivat siihen ja lyövätkö ne paremmin."https://www.youtube.com/embed/YiPnkXeIXWE?feature=oembed&enablejsapi=1Suh Hee Cook voitti People's Choice -palkinnon NC Staten Three Minute Thesis -kilpailussa.
Gluckin tiimi kokeilee nanokuitutelineiden mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia muuttaen asioita, kuten proteiinitasoja, joustavuutta ja johtavuutta, luodakseen vakaan mikroympäristön, joka on samanlainen kuin tietyissä elimissä. Nasif Mahmood, myös Ph.D. ehdokas Fiber and Polymer Science -ohjelmassa, tutkii silmän pinnan korjausta ja sarveiskalvon kudoksen kaltaisten rakennustelineiden luomista. Materiaalin on oltava läpinäkyvää, jotta se ei estä näköä, ja sen on tuettava solujen kasvua.
Mahmood on opiskellut tekstiili- ja kuluttajatieteitä. Hän ei alun perin suunnitellut liittyvänsä biolääketieteen alalle, mutta Gluckin työ pluripotenttien kantasolujen parissa kiehtoi häntä.
"En olisi koskaan uskonut, että olisin täällä tekemässä tällaista tutkimusta", Mahmood sanoi. ”En ole koskaan nauttinut biologiasta niin paljon. Taustani on tekstiileissä. Tekstiiliopistona laboratorioissamme on paljon kiehtovaa.”
"Pinnalta tekstiilit kuulostavat sukilta ja pyyhkeiltä", Gluck sanoi. ”Kun katsot alaa kokonaisuutena, katsot polymeereistä valmistettuja asioita, jotka ovat melkein kaikki. Tarkastelet tekstiilien värjäystä. Toimiala on järjettömän monitieteinen."
Tämä työ on vasta alkua hengenpelastavalle tutkimukselle.
"Kun otan askeleen taaksepäin, ajattelen: "Tämä on järjetöntä, katsella kantasolujen muuttuvan sydänkudokseksi ja lyövän lautasessa", Cook sanoi. ”Tieteellinen löytöprosessi on minulle erittäin palkitseva – paljastaa tieto ja jakaa se tutkijoiden kanssa. Teemme tämän pienen osan viedäksemme alaamme eteenpäin ja tuomme mukanamme tätä osaamista, joka voi mullistaa lääketieteen alan ja pelastaa monia ihmishenkiä.
Alkuperäinen artikkelin lähde: NC State Research and Innovation