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Articles by Basak E. Uygun in JoVE
JoVE Bioengineering
Descelularización y recelularización de hígados enteros
Descelularización perfusión es una técnica novedosa para producir andamios todo hepática que conserva la composición del órgano de la matriz extracelular y la microarquitectura. Aquí, el método de preparación de andamios todo órgano con descelularización perfusión y posterior repoblación con hepatocitos se describe. Los injertos de hígado funcionales y trasplantables se pueden generar con esta técnica.
Other articles by Basak E. Uygun on PubMed
Diferenciación De Células Madre En El Hígado
La investigación en células madre embrionarias diferenciadas (ES) puede revolucionar el estudio de la enfermedad hepática, mejorar el proceso de descubrimiento de fármacos y ayudar al desarrollo de terapias clínicas basadas en células madre. Generación del tejido hepático células derivadas de ES se ha beneficiado de una comprensión de las citoquinas, factores de crecimiento y compuestos bioquímicos que son esenciales en el desarrollo del hígado, y este conocimiento se ha utilizado para imitar algunos aspectos del desarrollo embrionario in vitro. Aunque grandes progresos se han realizado en la diferenciación de células madre embrionarias humanas en células del hígado, los protocolos actuales no han todavía producido células con el fenotipo de un hepatocito maduro. Hay una necesidad importante de formalmente establecer criterios que podría definir lo que constituye un funcional hepatocitos derivados de células madre humanas. Aquí, exploramos los retos actuales y futuras oportunidades en el desarrollo y uso de células madre embrionarias derivadas de células hepáticas. Hepatocitos ES derivado podrían utilizarse para mejor entender la biología hepática, comenzará el proceso de "Personalización" del cuidado de la salud y para tratar algunas formas de enfermedad hepática.
Diferenciación De Epitelio Pigmentario De La Retina De Células Madre: Estado Actual Y Desafíos
Degeneración y pérdida del epitelio pigmentario de la retina (RPE) es la causa de una serie de enfermedades degenerativas retinianas, incluyendo la degeneración macular relacionada con la edad (AMD), retinitis pigmentosa y la retinopatía diabética, conduce a la ceguera que afecta a 3 millones americanos a partir de ahora. Trasplante de RPE pretende restaurar la estructura retiniana y la interacción entre el EPR y fotorreceptores, que es fundamental para la vista. Aunque un significativo progreso realizado en los últimos 20 años en el trasplante autólogo de la RPE, fuentes para las células RPE se limitan. Avances recientes en las técnicas de cultura y diferenciación de células madre han permitido la generación de células RPE de células madre pluripotentes. En esta revisión, discutimos estrategias para generar células RPE funcionales de células madre embrionarias humanas y células madre pluripotentes inducidas y resumir los estudios de trasplante de estos derivados RPEs. Concluimos con retos en terapias de reemplazo celular usando humanas pluripotentes embrionarias e inducidos RPEs derivadas de células madre.
Efectos De Los Glicosaminoglicanos Inmovilizados En La Proliferación Y Diferenciación De Células Madre Mesenquimales
Las células madre mesenquimales (MSCs) son las células madre adultas con potencial para la diferenciación del multilineage. Representan una atractivo celular fuente alternativa a las células madre embrionarias para aplicaciones terapéuticas. Utilización óptima de MSCs para ingeniería de tejidos requiere biomateriales mejorados que pueden mejorar su crecimiento y diferenciación directa. La actividad biológica de los glicosaminoglicanos (GAGs) ha sido explotada previamente para su uso en aplicaciones de ingeniería de tejidos. En este estudio, diferenciación y proliferación de MSC se estudió en las membranas de GAG-derivatizada quitosano. Las garantías incluyen heparina, heparán sulfato, dermatan sulfato, 4-sulfato de condroitina, 6-sulfato de condroitina y ácido hialurónico. El método de inmovilización de GAG covalente y la cantidad de GAG inmovilizado fueron variados. Se encontró que crecimiento de MSC quintuplicado tanto como en superficies GAG-inmovilizado en comparación con controles de plástico y sólo quitosano de cultivo de tejidos. Las tasas de crecimiento de MSC aumentaron significativamente con el aumento de la densidad de la mordaza en las superficies de la cultura. Las tarifas de la proliferación de MSC en heparina, heparán sulfato, dermatán sulfato y sulfato de condroitina 6 exponen no lineal aumenta con el nivel de enlace de fibronectina en estas superficies. Por el contrario, proliferación de MSC en ácido hialurónico y Condroitín sulfato 4 fue encontrado para ser independiente de la fibronectina o la vitronectina vinculante en las superficies, sugiriendo que estas garantías influenciaron proliferación MSC mediante diferentes mecanismos. En conclusión, los resultados indican que el GAG inmovilización sobre andamios de quitosano proporciona un medio eficaz para manipular la proliferación de MSC y tiene potencial prometedor para dirigir la diferenciación de MSC en ingeniería de aplicaciones empleando quitosano de tejidos.
Alto Rendimiento Individual De La Célula De Bioinformática
Los avances en la biología de sistemas y la bioinformática han puesto de relieve que ninguna población de células es verdaderamente uniforme y que el comportamiento estocástico es una propiedad inherente de muchos sistemas biológicos. Como resultado, a granel mediciones pueden ser engañosas, incluso cuando el cuidado se ha tenido especial para aislar un solo tipo de células, y las mediciones de media sobre las poblaciones de células múltiples en un pañuelo de papel puede ser tan engañosa como la altura media en una escuela primaria. Hay una necesidad creciente de las técnicas experimentales que pueden proporcionar una combinación de resolución sola célula, las poblaciones de células grandes, y la capacidad para rastrear células en múltiples puntos de tiempo. En este artículo, una amplia plataforma de citometría de micropocillos ha sido desarrollado para satisfacer esta necesidad e investigar la heterogeneidad y estocasticidad del comportamiento de las células en forma de células individuales. La plataforma consistió en un dispositivo microfabricated con matrices de alta densidad de células de tamaño micropocillos y software de ratón para el procesamiento de imagen automatizado y análisis de datos. Como un sistema experimental modelo, hemos utilizado hepatocitos primarios etiquetados con sondas fluorescentes sensibles al potencial de membrana mitocondrial y la generación de radicales libres. Las células fueron expuestas a estrés oxidativo y las respuestas fueron controlados de forma dinámica para cada celda. Los datos resultantes se analizaron mediante técnicas de bioinformática, como jerárquico y k-means clustering para visualizar los datos e identificar las características interesantes. Los resultados mostraron que el agrupamiento de los datos dinámicos no sólo comparaciones mejoradas entre los grupos de tratamiento, sino también reveló un número de patrones de respuesta diferentes dentro de cada grupo de tratamiento. Heatmaps con la agrupación jerárquica proporciona también un complemento rico en datos de las curvas de supervivencia en un experimento de dosis-respuesta. La matriz de micropocillos plataforma de citometría ha demostrado ser de gran alcance, fácil de usar y capaz de proporcionar un panorama detallado de la heterogeneidad presente en las respuestas celulares al estrés oxidativo. Creemos que nuestra amplia plataforma de citometría de micropocillos tendrán una utilidad general para una amplia gama de cuestiones relacionadas con la heterogeneidad de la población de células, estocasticidad biológico y comportamiento de las células bajo condiciones de estrés.
Espesor De La Membrana Es Una Variable Importante En Andamios De Membrana: Influencia De La Estructura De La Membrana Del Quitosano En El Comportamiento De Las Células
Las respuestas de células y tejidos a materiales poliméricos son orquestadas en parte por las conformaciones de las proteínas plasmáticas adsorbido. Así, las propiedades químicas de una membrana de polímero que rigen el comportamiento de adsorción de proteínas pueden desempeñar un papel importante en la determinación de las propiedades biológicas de andamios de ingeniería tisular derivados de ese polímero. En este estudio, se analizó el papel del espesor de la membrana como un factor que influye en la opción de adhesión celular y proliferación en las membranas de quitosano con y sin covalentemente Unido glicosaminoglicanos. Las rata células madre mesenquimales (MSCs) cultivadas en membranas de quitosano de varios espesores demostró adhesión celular mejoró significativamente, la divulgación y la proliferación como aumentó el espesor de la membrana. Hepatocitos de rata muestran mayor difusión sobre el sustrato con el aumento de espesor de la membrana, similar al grosor de MSCs. aumento reduce la cristalinidad total de la membrana, y los datos indican que las mejores respuestas celulares eran probablemente debido a la adsorción mejorada de suero vitronectina, probablemente debido a la cristalinidad de la reducción de la membrana. Estos resultados demuestran que el espesor de la membrana es una variable importante de diseño que puede ser manipulada en andamios base de quitosano para lograr separarse de célula mejorada, la proliferación y la función.
Entrega De La Célula: Desde El Trasplante De Células a La Ingeniería De órganos
Las poblaciones de células derivadas de tejido adulto y las células madre poseen una gran expectativa para el tratamiento de varias enfermedades. Grandes esfuerzos se han hecho para generar células con impacto terapéutico de las células madre. Sin embargo, es evidente que el desarrollo de sistemas para entregar tales células para inducir injerto eficiente, el crecimiento y la función es una verdadera necesidad. Andamios biológicos y artificiales han recibido mucha atención por su posible aplicación terapéutica cuando se usan para formar los tejidos in vitro e in vivo de facilitar el injerto. En última instancia los métodos más sofisticados para descelularización de órganos se han utilizado con éxito en aplicaciones de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. Estos tejidos y órganos descelularizado parecen proporcionar moléculas bioactivas y propiedades bioinductive para inducir la diferenciación de objetivos, y la proliferación de las células. La combinación de los órganos y las células madre descelularizado drásticamente puede mejorar la supervivencia, el injerto, y el control de destino de las células madre trasplantadas y su utilidad clínica final, abriendo las puertas a una nueva era de la ingeniería de órganos.
Reingeniería De órganos a Través Del Desarrollo De Un Injerto Hepático Trasplantables Recelularizado Usando La Matriz Descelularizado Hígado
Trasplante ortotópico de hígado es el único tratamiento disponible para la insuficiencia hepática grave, pero se encuentra limitado por la escasez de órganos. Uno de los retos técnicos que hasta ahora ha limitado el desarrollo de un injerto de tejido hepático de ingeniería es el oxígeno y el transporte de nutrientes. Aquí demostramos un nuevo método para generar los injertos transplantados hepáticos con matriz en descelularizado hígado. El proceso de descelularización conserva las características estructurales y funcionales de la red microvascular nativo, permitiendo recelularización eficiente de la matriz de hígado con hepatocitos adultos y perfusión posterior para el cultivo in vitro. El injerto recelularizado apoya hígado función específica incluyendo la secreción de la albúmina, la síntesis de urea y expresión del citocromo P450 en niveles comparables a hígado normal in vitro. Los injertos de hígado recelularizados pueden ser trasplantados en ratas, el apoyo a la supervivencia de los hepatocitos y la función con el daño isquémico. Estos resultados proporcionan una prueba de principio para la generación de un injerto de hígado trasplantables como un tratamiento potencial para la enfermedad hepática.
