Новый метод позволяет выращивать стволовые клетки на поверхности ионных жидкостей
Исследователи из Национального института материаловедения (NIMS) разработали методику культивирования человеческих мезенхимальных стволовых клеток на поверхности ионной жидкости. Эти клетки широко используются в регенеративной медицине.
Технология может значительно повысить эффективность культивирования ценных клеточных ресурсов, которое традиционно проводится в пластиковых чашках, а также сократить количество пластиковых отходов. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
Традиционный подход и его недостатки
Обычно для культивирования и размножения стволовых клеток используют твёрдые пластиковые чашки. Идея выращивания клеток на поверхности жидкости, не смешивающейся с водой (например, масла), давно исследуется. Она потенциально позволяет повысить эффективность культивирования на единицу объёма, диспергируя жидкость в питательном растворе по принципу "салатной заправки".
Такой подход не только сокращает пластиковые отходы, но и открывает путь к технологическим инновациям: сепарации и сбору клеток с помощью фильтрации (используя свойства жидкости) и полной автоматизации процесса.
Однако фторированные жидкости, применяемые в этой области, хотя и обладают низкой цитотоксичностью, имеют низкую химическую разлагаемость в окружающей среде. Это относит их к "вечным химикатам" (forever chemicals), что вызывает опасения относительно высоких затрат и экологического ущерба.
Прорыв с ионными жидкостями
Команда NIMS успешно вырастила человеческие мезенхимальные стволовые клетки на поверхности ионных жидкостей, которые не смешиваются с водой и обладают крайне низкой цитотоксичностью.
Ионные жидкости состоят исключительно из положительных и отрицательных ионов и характеризуются свойствами неиспаряемости и нелетучести.
Ключевые преимущества и открытия
- После цикла культивирования жидкость можно очистить, нагреть, высушить и простерилизовать, что позволяет использовать её повторно, а не утилизировать.
- Исследователи обнаружили, что комбинация ионов в ионной жидкости существенно меняет состояние адсорбции белков на её поверхности. Это критически важно для формирования качественных жидких подложек-носителей (liquid scaffolds).
Планы на будущее
В дальнейшем команда намерена:
- Разработать методы контроля состояния дифференцировки стволовых клеток на поверхности ионной жидкости.
- Повысить эффективность культивирования ценных стволовых клеток с помощью дисперсионного метода.
- Создать процесс культивирования, не производящий пластиковых отходов.
- Продолжить совершенствование процессов очистки и стерилизации ионных жидкостей, пригодных для клеточных культур.