Выделение мезенхимальных стволовых клеток, полученных из пуповины, с высоким выходом и низким уровнем повреждения
5 июля 2024 г.
В этом исследовании представлена уникальная процедура тупого препарирования для сохранения целостности желе Уортона (WJ), что приводит к меньшему повреждению WJ и большему количеству и жизнеспособности собранных мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Метод демонстрирует превосходный выход и пролиферативную способность по сравнению с обычными методами острого рассечения.
В нашем исследовании использовались стволовые клетки человека для создания различных органоидов. Они могут имитировать человеческие органы. Мы разработали уникальные методики кодифференцировки мезодермы и эндодермы.
Они обеспечивают эти органоиды богатыми кровеносными сетями. Эти органоиды будут способствовать развитию органов, медицине регенерации, моделированию заболеваний, скринингу лекарств и персонализированной медицине, такой как трансплантация органоидов. Наш протокол устраняет пробел в исследованиях по оптимизации выделения интактного желе Уортона из пуповины при сохранении его периваскулярного и субамниотического компонентов.
Этот метод направлен на повышение урожайности, жизнеспособности и пролиферативной способности мезенхимальных стволовых клеток, предлагая экономически эффективный подход к увеличению производства МСК. Преимущество нашего протокола заключается в его способности получать более высокий выход желе Уортона и собирать больше МСК с лучшей пролиферативной способностью по сравнению с традиционными методами.
Обзор
В данном исследовании представлена уникальная процедура тупой диссекции для оптимизации выделения неповрежденного желеобразного вещества пуповины ( Wharton's jelly, WJ). Этот метод позволяет сохранить целостность WJ, что приводит к меньшему повреждению ткани и увеличению выхода жизнеспособных мезенхимальных стволовых клеток (МСК).
Основные компоненты исследования
Область науки
- Исследования стволовых клеток
- Регенеративная медицина
- Развитие органоидов
Теоретические основы
- Желе Уортона является богатым источником мезенхимальных стволовых клеток.
- Традиционные методы острой диссекции могут повредить желе Уортона и снизить жизнеспособность клеток.
- Существует потребность в усовершенствованных методах выделения желе Уортона с сохранением всех его компонентов.
- Данное исследование направлено на восполнение пробела в оптимизации методов выделения желе Уортона.
Цель исследования
- Разработать метод тупой диссекции для выделения Wharton's jelly (WJ).
- Повысить выход и жизнеспособность МСК, полученных из WJ.
- Сравнить эффективность нового метода с традиционными методиками.
Используемые методы
- Процедура тупой диссекции для выделения пуповины.
- Оценка выхода и жизнеспособности МСК.
- Сравнение с традиционными методами острой диссекции.
- Оценка пролиферативной способности полученных МСК.
Основные результаты
- Метод тупой диссекции привел к меньшей степени повреждения УЖП.
- Метод позволил получить большее количество жизнеспособных МСК по сравнению с острой диссекцией.
- Новая методика продемонстрировала более высокую пролиферативную способность МСК.
- Результаты указывают на потенциал для более эффективного применения в регенеративной медицине.
Выводы
- Метод тупой диссекции эффективен для выделения пуповины (WJ).
- Он повышает выход и жизнеспособность МСК, что способствует дальнейшим исследованиям.
- Данный метод может способствовать развитию регенеративной медицины и созданию органоидов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Высокоэффективное выделение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) из пуповины с минимальным повреждением клеток позволяет устранить критический барьер при масштабируемом получении клеточного материала для регенеративной медицины и создания передовых доклинических моделей. Повышенная жизнеспособность и пролиферативная способность МСК, обеспечиваемые данным протоколом, напрямую влияют на достоверность последующего моделирования заболеваний, разработки органоидов и трансляционных исследований. Стандартизированное и воспроизводимое выделение МСК способствует принятию стратегических решений на уровне предприятия за счет снижения биологической вариабельности и повышения прогностической уверенности на ранних этапах НИОКР.
Стратегические применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает надежное получение первичных МСК для исследования путей передачи сигнала на основе выдвинутых гипотез.
- Снижает биологическую неопределенность, предоставляя высокочистые жизнеспособные популяции клеток для изучения механизмов.
- Поддерживает функциональную валидацию мишеней в клеточных системах, имеющих значение для патологии.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку стандартизированных культур МСК для воспроизводимой разработки анализа.
- Повышает масштабируемость и пропускную способность анализа за счет увеличения исходного выхода клеток.
- Обеспечивает надежную оценку соединений в платформах для скрининга органоидов и совместного культивирования.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает получение высококачественных МСК для разработки органоидов и моделей заболеваний, имеющих трансляционное значение.
- Поддерживает преемственность этапов от открытия до доклинической валидации за счет минимизации вариабельности источников клеток.
- Повышает прогностическую значимость доклинических исследований благодаря улучшению жизнеспособности и пролиферации клеток.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол выделения МСК объединяет этапы ранних открытий и разработки доклинических моделей, поддерживая рабочие процессы от валидации мишени до скрининга на основе органоидов.
- Биология открытий: Обеспечивает высококачественные МСК для анализа путей передачи сигнала и снижения рисков при изучении механизмов.
- Скрининг: Позволяет получать воспроизводимые, высокопродуктивные клеточные препараты для количественных результатов анализа.
- Аналитика: Обеспечивает сравнительный анализ выхода клеток, их жизнеспособности и пролиферации при использовании различных методов изоляции.
- Трансляционные исследования: Соответствует разработке моделей релевантных заболеваниям и исследованиям биомаркеров.
- Корпоративное повторное использование: Создает стандартизированную, масштабируемую систему получения клеток для нескольких программ НИОКР.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях на клеточных моделях.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость выделения МСК.
- Стратегическая ценность: способствует принятию более обоснованных решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») и повышает эффективность использования капитала за счет снижения биологических рисков.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию и продвижение регенеративных и трансляционных программ с учетом скорректированных рисков.
Особенности реализации
- Требуются технические навыки работы со стерильными тканями и методы тупой диссекции.
- Необходим доступ к боксам биологической безопасности, хирургическим инструментам и инфраструктуре для культивирования клеток.
- Требуется стандартизация между группами исследователей для обеспечения воспроизводимости результатов между партиями и в разных центрах.
- Может потребоваться адаптация метода для различных источников пуповины или модельных систем.
- Повышение выхода и жизнеспособности клеток зависит от точного выполнения всех этапов протокола.
