Kultura kmenových buněk

Typy a vlastnosti kmenových buněk

1. Kmenové buňky mají neomezenou schopnost sebeobnovy<./li>
2. Kmenové buňky jsou nediferencované buňky s nespecializovanými funkcemi
3. Kmenové buňky se mohou za vhodných podmínek diferencovat na specifické buněčné typy. Kmenové buňky se obecně charakterizují na multipotentní nebo pluripotentní kmenové buňky. 

Multipotentní kmenové buňky zahrnují dospělé kmenové buňky, které se mohou samy obnovovat nebo diferencovat na specializované, tkáňově specifické buněčné typy. Příkladem jsou hematopoetické kmenové buňky (HSC), které se diferencují na různé krevní buňky; mezenchymální kmenové buňky (MSC), které se diferencují na osteoblasty, myocyty, chondrocyty a adipocyty; a nervové kmenové buňky (NSC), které se diferencují na neurony, astrocyty a oligodendrocyty.

Pluripotentní kmenové buňky se mohou diferencovat na jakoukoli buněčnou linii. Podle tkáně původu se dělí na embryonální kmenové buňky (ESC), perinatální kmenové buňky a indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). ESC jsou odvozeny z embryí a mohou se neomezeně dělit v in vivo kultuře kmenových buněk. Perinatální kmenové buňky se získávají z pupečníkové nebo placentární krve nebo tkáně a jsou nejpoužívanějšími pluripotentními kmenovými buňkami. Banka pupečníkové krve při narození je stále více akceptována jako možnost léčby komplikovaných poruch v pozdějším věku. IPSC jsou dospělé buňky, které jsou přeprogramovány nebo indukovány aby se chovaly jako ESC. Významnou výhodou použití iPSC pro lékařské aplikace je snížená pravděpodobnost odmítnutí štěpu, protože buňky jsou odvozeny z vlastních tkání pacienta.

Výzkumné aplikace kmenových buněk

Kmenové buňky zaujímají aktivní a rostoucí oblast základního vědeckého a klinického výzkumu díky své schopnosti sebeobnovy a diferenciace na zralé typy buněk. Současné klinické aplikace kmenových buněk zahrnují léčbu neurologických a kardiovaskulárních onemocnění, autoimunitních poruch, rakoviny, hojení ran a modelování nemocí a screening léčiv. Nově objevené technologie editace genů, jako je CRISPR, mohou posunout výzkum kmenových buněk kupředu a jsou obrovským příslibem v léčbě obtížných poruch.

Základy kultivace kmenových buněk

Kultivace kmenových buněk vyžaduje specializovaná, vysoce kvalitní média a odborné kultivační techniky pro množení v laboratoři. Neoptimální podmínky kultivace kmenových buněk mohou snadno vést k nežádoucí diferenciaci kmenových buněk nebo k buněčné senescenci. Diferenciace kmenových buněk je vyvolána různými faktory in vivo, z nichž některé lze replikovat v kulturách kmenových buněk in vitro. Některé linie kmenových buněk jsou nesmrtelné a lze je kultivovat po neomezenou dobu, takže je nezbytné vybrat správný typ kmenových buněk pro vaši výzkumnou aplikaci.

Nejnovější pokroky v oblasti kmenových buněk jsou způsobeny nástupem technologie editace genomu CRISPR a technik 3D buněčných kultur. Pokročilé protokoly, například ty, které vytvářejí organoidy z iPSC, poskytly vědcům prediktivnější in vitro modely "nemoci v misce".