"Nanokicking" Kmenové bunky nabízejí levnejsí a snadnejsí zpusob, jak rust nových kostí

Výzkumníci ve Skotsku vyvinuli novou metodu, která sdruzuje kmenové bunky do rustu nových kostí tím, ze je nanokapíruje 1000krát za sekundu. Navrhují, ze technologie je levnejsí a jednodussí k provádení nez soucasné metody a otevírá dvere novým zpusobum lécby stavu kostí, jako jsou stresové zlomeniny, poranení pátere a osteoporóza.
Matt Dalby z Centra bunecného inzenýrství na univerzite v Glasgowu a kolegové písou o své práci ve studii, která byla nedávno zverejnena v casopise ACS Nano.
Dalby ve svém prohlásení, který byl zverejnen tento týden, uvádí, ze jejich nová metoda nabízí jednoduchý zpusob "prevedení dospelých kmenových bunek z kostní drene do bunek na tvorbu kostí ve velkém merítku bez pouzití koktejlu chemických látek nebo vyuzití nárocných a slozitých technik" .

Mesenchymální kmenové bunky

Mesenchymální kmenové bunky (MSC) jsou dospelé kmenové bunky, které se v tele vyskytují prirozene a mají potenciál tvorit bunky, které vytvárejí urcité typy tkání, jako jsou kosti, chrupavky, vazky, slachy a svaly.
Vedci zjistili, ze je mozné rust techto typu tkání v laboratori izolací MSC a jejich kultivací v prostredí, které simuluje to, co se prirozene vyskytuje v lidském tele.

Soucasné metody snáze kmenových bunek k diferenciaci jsou vsak znatelne problematické a vyzadují drahé a vysoce konstruované materiály nebo slozité chemické koktejly.

Nanokicking

Dalby a kolegové vyvinuli novou techniku ??pro koaxiální MSC, která pouzívá "nanoscale sínusové mechanotransduktivní protokoly", termín, který zkrátil na "nanokicking".
Nanokickování replikuje vibrace, které se vyskytují v membránách bunek kostní hmoty, kdyz se drzí dohromady a vytvárejí novou kost prirozene v tele.
Vibrace, která má cetnost 1000 krát za sekundu, má za to, ze podporuje tvorbu kosti tím, ze podporuje signály mezi kostními bunkami.
V laboratori se kmenové bunky od sebe vzdávají asi od 5 do 30 nanometru, kdyz dostanou "nanokickování" 1000 krát za sekundu.

Nepravdepodobná shoda: bunecní biologové a astrofyzikové

K tomu, aby se nanokick dodali presne a na správné frekvenci, vedci pouzívají neuveritelne presnou techniku ??nazvanou laserovou interferometrií, která je casteji pozorována v astrofyzické laboratori, aby detekovala drobné zvlnení vytvorené gravitacními vlnami v casoprostoru.
V pozoruhodném príkladu spolupráce mezi ruznými disciplínami Dalby a kolektivní inzenýr Adam Curtis, také na univerzite v Glasgowe, pracovali s astrofyzikou Stuartem Reidem z University of the West of Scotland's Thin Film Center, aby prizpusobili laserový interferometr pro studium .
Reid vysvetluje:
"Spojení výzkumu kmenových bunek s odbornými znalostmi z oblasti gravimetrické vlnové astronomie, kde jsme vyvinuli prístrojové vybavení, které dokáze merit zmeny délky témer milionkrát mensí nez prumer protonu, umoznily vznik této jedinecné oblasti výzkumu."
Dalby dodává:
"Multidisciplinární výzkum je obtízný, protoze vedci potrebují ucit se nové vedecké jazyky, nicméne tato spolupráce mezi bunecnými biology a astrofyziky - nepravdepodobné párování - prinesla nový pohled na to, jak fungují kostní kmenové bunky."

Dalsí kroky: Spolupráce s rehabilitacními inzenýry a práce s pacienty

Vedci doufají, ze jejich nová technika bude znamenat zásadní zmenu ve zpusobu, jakým budeme rust novou kost.
V soucasné dobe plánuje pracovat s rehabilitacními inzenýry v Národní jednotce pro poranení pátere Queen Elizabeth (Southern General Hospital, Glasgow), aby pomohli pacientum s poranením pátere.
Techniky vibracní terapie, které vyvinuly Dalby a kolegové v laboratori, se nyní musí pacientum posoudit a overit, jak dobre stimulují nový rust kostí v celých kostech.
Ve svých záverech ze studie se zdá, ze zvetsování není obrovským problémem:
"Je snadné si uvedomit, ze takové stimulacní protokoly jsou rozsirovány, aby se vytvorily rozsáhlé bioreaktory osteoblastu, jelikoz standardní desky pro kultivaci bunek a inkubátory se pouzívají v protokolu."
"Díváme se na spolupráci s rehabilitacními inzenýry, coz nám prinese nové výzvy, ale výzvy, které vítáme," ríká Dalby.
V cervnu 2012 napsali vedci z USA Kmenové bunky translacní medicíny, popisují, jak nasli zpusob rustu nové kostní tkáne pomocí cerstvých, vycistených mezenchymálních kmenových bunek z tukové tkáne.
Napsal Catharine Paddock PhD