Новый платформа для культивирования стволовых клеток

Исследователи из Японии создали новую платформу для культивирования человеческих плюрипотентных стволовых клеток (hPSCs), которая обеспечивает гораздо больший контроль над условиями среды по сравнению с предыдущими инструментами, используя микро- и нанотехнологии.

Массив Multiplexed Artificial Cellular Microenvironment (MACME) размещает нановолокна, имитирующие клеточный матрикс, в заполненных жидкостью микро-камерах точного размера, которые воспроизводят внеклеточную среду.

Окружающая клетки среда играет ключевую роль в определении их судьбы: дифференцировка в ткани, репликация или гибель. Однако изучение этих взаимодействий было затруднено из-за отсутствия инструментов, работающих на соответствующем масштабе.

Обычно стволовые клетки культивируют в чашках Петри. Хотя такие факторы, как pH среды и питательные вещества, можно контролировать, эта искусственная система является макроскопической и не позволяет точно управлять физическим окружением клеток.

Массив MACME миниатюризирует эту систему, культивируя стволовые клетки в рядах микро-камер со средой. Он также идет дальше, размещая в этих камерах нановолокна для имитации структур, окружающих клетки в организме.

Команда под руководством Кен-Ичиро Камей из iCeMS (Киотский университет) тестировала различные материалы и плотности нановолокон, высоту микро-камер и начальную плотность клеток, чтобы определить оптимальную комбинацию для репликации hPSCs.

Клетки окрашивали флуоресцентными маркерами и с помощью микроскопа определяли, погибли ли они, размножились или дифференцировались.

Анализ показал, что желатиновые нановолокна и камеры среднего размера, создающие среднюю плотность посева клеток, обеспечивают наилучшие условия для их размножения. Количество и плотность соседних клеток сильно влияют на выживаемость.

Исследователи пришли к выводу, что массив является «оптимальным и мощным подходом для понимания того, как сигналы среды регулируют клеточные функции» (статья в журнале Small).

Эта система, по-видимому, впервые позволяет разместить несколько типов внеклеточных сред на одном устройстве, что значительно упрощает сравнение их влияния на клетки.

Массив MACME может существенно снизить стоимость экспериментов по сравнению с традиционными инструментами, отчасти благодаря низкому объему и меньшему расходу среды. Он не требует специального оборудования и совместим как с обычными лабораторными пипетками, так и с автоматическими системами для высокопроизводительного скрининга.