什麼是 MSC 球體、為什麼它很重要以及如何培養牠用於再生醫學研究?

什麼是 MSC 球體、為什麼它很重要以及如何培養牠用於再生醫學研究?

什麼是 MSC 球體、為什麼它很重要以及如何培養牠用於再生醫學研究?

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幹細胞在細胞治療的應用

幹細胞療法是再生醫學領域最有前景的方法之一。它是促進患病或受傷組織的修復反應,恢復失去的功能。許多疾病可以透過細胞療法來治療。這些包括血液相關疾病、神經元退化性疾病、缺血性和心血管疾病、骨骼和軟骨疾病、傷口癒合等。

幾種類型的幹細胞可用於幹細胞治療,例如多能幹細胞、多能性成體幹細胞和癌症幹細胞。一些細胞療法已經建立並批准用於臨床。最成熟的細胞療法是用於治療血液疾病的骨髓移植。


間質幹細胞-再生醫學細胞治療的治療標靶

人們對利用人類產生了極大的興趣 間質幹細胞(MSC) 在幹細胞治療中。間質幹細胞是一種成體幹細胞,能夠分化成各種細胞類型,例如骨頭、軟骨、皮膚、肌肉和脂肪細胞。它們存在於體內的各種組織中,例如骨髓、脂肪組織、沃頓膠、羊水、臍帶和牙髓。 

是什麼讓間質幹細胞成為細胞治療的有吸引力的來源?間質幹細胞可以輕易分離,快速大規模擴增,並且能夠透過化學吸引遷移到受傷的組織。 MSC 也被證明具有免疫調節和抗發炎特性,可減少免疫反應和炎症,從而防止移植細胞/組織的排斥並促進組織修復。它們還可以補充失去/受傷的細胞,並透過調節免疫反應來促進受損組織的再生。  

由於間質幹細胞能夠分化成多種細胞類型,因此已被研究作為再生醫學中多種疾病和損傷的潛在治療方法。已研究的一些疾病包括骨關節炎、傷口癒合、軟骨修復、心臟病、肺病、糖尿病以及多發性硬化症和脊髓損傷等神經系統疾病。


基於骨髓間質幹細胞的再生醫學的效果
圖片來源:Margiana, R.、Markov, A.、Zekiy, AO 等。 https://doi.org/10.1186/s13287-022-03054-0 轉載於 知識共享許可

間質幹細胞球體的治療潛力

通常,將單一分散的細胞移植到患者體內。然而,這種策略的成功有限,因為由於惡劣的微環境以及有限的細胞與細胞和細胞與基質的相互作用,移植到損傷部位的大多數細胞在幾天後就失去了活力。

 

球體代表了克服單分散細胞移植限制的一種方法。球體是模仿細胞的聚集體 体内 環境。球體促進細胞-細胞和細胞-基質相互作用,提高活力和增殖,促進乾性標記表達,維持內在表型特性,並分泌細胞因子和趨化因子,為疾病研究和藥物測試以及組織工程和幹細胞研究。

 

由於 MSC 的治療潛力,使用方法 間質幹細胞球體 在細胞療法方面尤其有前景。許多研究都是為了調查 MSC 球體在臨床前研究中的用途。 MSC 球體已用於 体内 軟骨和骨骼再生、傷口癒合、發炎和自體免疫疾病、神經系統疾病、心血管疾病、糖尿病和肝臟疾病。

 

Atlantis Bioscience 的可重複和大規模生產球體的解決方案

在 Atlantis Bioscience,我們發現了兩種解決方案來規避尺寸均勻、球形和大規模生產球體的限制。


CellHD-256 懸滴球體細胞培養晶片


CellHD-256 是一種獨特的基於微流體的懸滴晶片,用於生成球體。此晶片使用簡單,能夠高通量產生 256 個均勻球體。它是利用水力差的原理在晶片內形成懸滴。由於重力,細胞將集中在液滴底部並形成球體。


輕鬆生成球體

CellHD-256 可實現球體的長期培養,培養基更換簡單,不會幹擾球體。由於 CellHD-256 基於微流體,因此試劑消耗量極少。球體也可以在高解析度顯微鏡下染色和觀察。


第 7 天用 Calcein AM 染色的 MCF4 細胞影像(活細胞染色)
和乙錠同二聚體(死細胞染色劑)

CellHD-256 是傳統懸滴法的卓越替代方法,可以輕鬆方便地生成大量球體。  

SphericalPlate 5D – 支援先進 3D 文化的平台技術

3D 培養幾何形狀對於細胞之間的交流非常重要,並影響其早期分化,這是再生醫學應用的先決條件。為了實現這種交流,3D文化的形狀和大小至關重要,這導致了XNUMXD文化的發展 球面板 5D (SP5D)

 

SP5D 是一款 3D 細胞培養板,用於形成高品質和高產量的均勻且尺寸受控的球體。其特殊的幾何形狀和奈米塗層可阻止細胞附著在表面,並能夠輕鬆放大 9000 個細胞球體,而不會失去對細胞分化和球體大小的控制。其圓形底部還確保球體大小均勻,允許平等的命運決定並避免形成壞死核心。

 

SP5D 即用型且使用者友善。接種細胞後,培養不需要任何預先處理或離心步驟。透過簡單的移液更換介質也特別方便,因為微孔的高度經過設計以保留細胞球體。此外,該平台與標準自動化單元相容,並且該板還允許在平台內進行即時成像和監控。


我們的技術 – SphericalPlate 5D

目前,SP5D 僅用於研究用途,但用於細胞治療目的的醫療設備認證正在準備中。這將是一個優秀的平台,可以輕鬆、可擴展地生產球體,並轉化為診斷或臨床應用。 

間質幹細胞治療的未來前景

目前,還沒有 FDA批准 一般用途的 MSC 療法。然而,有幾種產品已獲得其他國家監管部門的批准。 3D 培養的使用進一步增強了幹細胞的適用性,使其成為比傳統單層培養更具吸引力的治療策略。然而,需要進行徹底的臨床前和臨床研究,以確保使用 MSC 作為多種疾病的有效治療選擇的安全性、相容性和有效性。 

 

參考文獻:

Jovic D、Yu Y、Wang D、Wang K、Li H、Xu F、Liu C、Liu J、Luo Y。幹細胞修訂報告 2022 年 18 月;5(1525):1545-10.1007。 DOI:12015/s022-10369-1-2022。 Epub 28 年 35344199 月 8958818 日。 PMCID:PMCXNUMX。


Margiana, R.、Markov, A.、Zekiy, AO 等。 間質幹細胞在再生醫學的臨床應用:敘述性回顧。 幹細胞研究 13, 366 (2022). https://doi.org/10.1186/s13287-022-03054-0


Petrenko Y、Syková E、Kubinová Š。三維多能性間質基質細胞球體的治療潛力。 幹細胞研究。 2017;8(1):94。發佈於 2017 年 26 月 10.1186 日。


Sa S、Nguyen D、Pegan J、Khine M、McCloskey K。 J Dev Biol 組織工程雜誌。 2012年; 5(2): 12。2012 年 31 月 XNUMX 日發布。 編號:10.5897/JDBTE11.025


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標籤: #再生醫學,#球體,#組織再生,#細胞治療,#幹細胞治療#MSC,#癌症球體#組織工程,#藥物篩選#3D培養#間質基質細胞 

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