Organ Mühendisliğindeki Stem Hücrelerinin Sözlüğü

Rejeneratif tıp, kök hücrelerin olağanüstü yetenekleri tarafından yönlendirilen derin bir dönüşüme maruz kalıyor. Bu fark edilen hücreler, bu tür yenilenme yeteneğine sahip, laboratuvarda yaşayan dokulara zaten sahip olmak için temelsel olarak, onları organ mühendisliğine adamış durumdalar. Hedef sadece hasar görmüş veya hastalıklı dokuları değiştirebilecek yeni bir çağın motorunu yaratmak, potansiyel olarak bunun bir şekilde sona erdirmek için bu konuyu bilim kurgudan klinik gerçeklike taşıdı.

Stem Hücrelerini ve Onların Türlerini Anlamak

Stem hücreleri iki salonmark özellikleri tarafından tanımlanır:0Kendi kendine yeni hücrelere eşit değildir). (Aynı kopyaları bölme ve üretme yeteneği) ve DÖRT:2.potency) Tüm kök hücrelerine eşit değildir.

Embryonic Stem Hücreleri

Embryonic kök hücreleri (ESC) vücutdaki herhangi bir hücre tipine göre elde edilir, ancak, kullanım embriyoların yok edilmesi nedeniyle tartışmalıdır.[FONTs, temel araştırma ve geliştirme protokollerine göre, kardiyomiyositler, nöronlar ve pankretik hücrelere dönüşmeleri için olağanüstü derecede güçlü hale getirir.

Yetişkin Stem Hücreleri

Yetişkin kök hücreleri, aynı zamanda somatik kök hücreler olarak da adlandırılır, örneğin kemik iliği, yağ, deri ve karaciğer gibi çeşitli dokularda bulunurlar.Onlar kemik, kartilage ve şişman hücreler haline gelebilirler.(T:0) Çok fazla miktarda bağışıklık sağlarlar (hastaneden) ve daha az etik çatışmaları azaltmak.

Redüklenmiş Pluripotent Stem Hücreleri

İndüklenen pluripotent kök hücreleri (iPSCs) devrimci bir atılımı temsil eder. Üreme yetişkin hücreleri (örneğin cilt veya kan hücreleri gibi) belirli transkript faktörlerini kullanarak, bilim insanları ESCs. iPSCs gibi davranan hücreler yaratır ve sonuçlanan hücrelere karşı kişiselleştirilmiş bir yaklaşım sunar.

Stem Hücreleri Nasıl Olabilir Organ Mühendisliği

Kök hücrelerden bir organ inşa etmek, hücre biyolojisini, malzemeleri bilimini ve biyomühendisliği birleştiren karmaşık bir süreçtir: bir affold, bir hücre kaynağı ve vücudun koşullarını taklit eden bir biyoreak ortamıdır.

Scaffolds ve Biomates

Bir scaffold yapısal destek ve doku formasyonu sağlar. Scaffolds, hedef organın ek hücreli veya sentetik polimerlerden yapılabilir, doğrudan kök hücre davranışına sahip olan mekanik cüperler sağlar. Araştırmacılar ayrıca gelişmiştir:0 hücreli organ felseler[Dönemli organ makası ve atıklar)[FLT 1:0)

Hücre Tohumlama ve Farklılaştırma

Stem hücreleri, şüpheli kalp dokusu oluşturmak için, araştırmacıların iPSC'leri daha kesin bir büyüme faktörüne maruz kalmaları, o zaman kardiyomositlerini dövmesi ve bu sinyallerin zamanlaması ve konsantrasyonunu eleştirel hale getirmeleri için, fonksiyonel kalp dokusu oluşturmak için, sentetik biyolojideki son gelişmelerin daha kesin kontrol sağlayan mühendislere izin verdi.

Biyoreactors ve Maturation

Bir kez tohumlandığında, inşa bir biyoreactor yerleştirilir - kontrol edilen çevresel koşullara sahip bir cihaz. Bioreactors tedarik besinlerini kaldırır ve hear stres, baskı veya elektrik uyarıları gibi fiziksel kuvvetler uygulanır. For vasküleler için perfüzyon biyoreactors kültür ortasını statik kültürlerden daha iyi geliştirir.

Organ Mühendisliği için Stem Hücreleri Kullanımının Avantajları

Organ mühendisliğindeki kök hücrelerin benimsenmesi, geleneksel nakil ve diğer rejeneratif yaklaşımlar üzerinde dönüştürücü faydalar sunar.

  • [FONT:0)Patient-Specific Organlar: Bir hastanın kendi hücrelerinden elde edilen iPSCler, immün uyumlu organları yetiştirmek için kullanılabilir, neredeyse reddedilme riskini ortadan kaldırır ve ömür boyu immünoterapist için ihtiyaçtır.
  • [FONT:0) Sınırlı Hücre Sağlamı:[Dönetici:[Dönetici:0) Kısıt Hücreleri:[Dönetici:0) Kısıtlanmış Hücre Sağlamı:[Dönetici:[Dönetici: 0) Stem hücreleri, kültürde sonsuza kadar genişleyebilir ve bir çok insan, organ inşa etmek için neredeyse sınırsız bir hücre kaynağı sağlar.
  • [FONT:0] Vücutta Yeniden Yapılabilir:[Dönetici:[Dönetici: 0) Tüm organları yetiştirmenin ötesinde, kök hücreler onarımı için doğrudan hasar görmüş dokulara enjekte edilebilir. Örneğin, mesenchymal kök hücreler kalp krizi sonrasında yenidenjenere kas test edilir ve sinir hücreleri omuru yaraları tamir etmek için hücrelere neden olabilir.
  • [FONT:0)Hastalık modelleme ve ilaç testi: Sabırlı iPSC'lerden mühendislik organ dokuları bir yemek, ekran potansiyel ilaçlar ve çalışma toksisitesi için kullanılabilir.
  • [FONT=0) Donor Organ Talepinde Geri Dönüşüm: Kısmen organ mühendisliği bile - karaciğer hasarlı kalpler veya segmentler için yamalar üretmek gibi - tüm organ bekleme listeleri üzerinde baskıyı azaltabilir ve tedavi seçeneklerini genişletebilir.

Stem Hücreye Dayanlı Organ Mühendisliği

Alan birkaç dönüm başarı elde etti, kök hücre teknolojisinin pratik potansiyelini ortaya çıkardı. Bu kilometreküler organlara basit dokulardan geçiyor.

Mühendisler Bladders ve Tracheas

En erken klinik başarılardan biri, koroya biyofida tanısı alan hastalarda laboratuvar-kahve makinelerinin nakliydi.Bir hastanın kendi mesane hücreleri uzun süreli komplikasyonlarla karşı karşıya kalırken, hücre bazlı organ değiştirmenin mümkün olduğunu kanıtladılar.

Kalp Patches ve Mini-Hearts

Washington Üniversitesi'nde ve başka yerlerdeki araştırmacılar, yeni kas ve elektrik darbesi sağlayarak kalp kas hücrelerinin bir araya getirilmesini sağladılar - bu fonksiyonel oda ve kendiliğinden dövmeyi sergileyen, bir su bardağının büyüklüğü hakkında, bu yamalar gelişim, ilaç cevapları ve hastalık mekanizmaları sağlayarak kalp yetmezliğine yol açtı.

Kidney ve Liver Organoids

Nephron benzeri yapıların içeren Kidney organoidleri, albümin salgılanması ve detoxification gibi anahtar her zamanlayıcı fonksiyonlarından elde edilmiştir.Ancak henüz nakil edilemezken, insan böbrekleri genetik olarak hastalığı ve test ilaçları için kullanışlıdır. Liver organoids, benzer şekilde, albümin salgılanması ve detoxification gibi anahtar her zamana daktik işlevleri ifade etmek için gösterilmiştir.

Vascularized Tounds

Temel bir atılım, işlevsel kan damarları ile ilgili dokular mühendisine yeteneğiydi.In co-culturing endothelial hücreler ile kök hücrelerle birlikte, araştırmacılar, kontraseptif olarak implantasyondan sonra hızla bağlantı kurmaları yarattılar. Örneğin, birkaç yüz mikrometrenin ötesinde hayatta kalamazlar.

Haftalar Facing Stem Hücre Organı Mühendisliği

Sözcülüğe rağmen, önemli bilimsel ve teknik engeller mühendislik organları klinikte rutin hale gelmeden kalır. Bu zorluklara hitap etmek dünya çapında yoğun araştırmaların odağıdır.

Vascularizasyon ve Perfüzyon

Her hücreyi büyük bir organda tedarik edebilecek tamamen işlevsel bir damar ağı inşa etmek, küçük yapılar ve organoidler gelişmekle, insan-uzunluk veya böbrek ölçeklendirmek, yoğun, hiyerarşik bir tekne ağı gerektirir.Mevcut yaklaşımlar - 3D biyoprinting organ makaslarını kullanarak - yerel vazoların karmaşıklığının hala kısası - oldukça düşük perfüzyon olmadan, kalın inşaatların iç kısmı hipokül ve belamentasyon nedeniyle ölür.

Hücreler Maturation ve Fonksiyonellik

Stem hücresi-derived hücreleri genellikle fetal veya olgunlaşmamış dokulara tam yetişkin, fonksiyonel hücrelerden ziyade benzemektedir. Örneğin, iPSC-derived kardiyomiositler yenilir, ancak tüm hücre tiplerinde organize sarkom ve elektrik özellikleri elde etmek, yetişkin seviyesindeki temel fonksiyonların elde edilmesi gibi, biyotipik hücreler sadece kısmen filtre kanını artırmak için stratejiler geliştiriyor.

Immunogenity and Rejeksiyon

Sabırlı iPSC'ler yeniden programlama veya farklılaşma sırasında ortaya çıkan anormalliklerin bağışıklık tepkilerini tetikleyebilirler. Son çalışmalar, tümojen iPSC'lerin (veya bir bağışçıdan) belirli proteinleri veya immünmodülatif faktörlerle eşleştirildikten sonra reddedilebilirliğini ifade edebilir. Araştırmacılar şöyle keşfederler:0)) Bu tür “öğrenmesel” kök hücre hatlarının altında olduğu gibi klinik araştırmalar yapılır.

Scalability and Manufacturing

Tüm insan organı oluşturmak için yeterli hücreleri azaltın - beş hücre başına milyarlarca hücre - tek bir mühendise sahip bir organ üretmek şu anda yasaklanmış bir üretim meydan okumasıdır.

Etik ve Düzenlemeler

Stem hücre araştırmaları, özellikle embriyoları ve genetik modifikasyonu içeren, yargılayıcılar tarafından değişen etik soruları gündeme getirir. iPSCs embriyo tartışmalarından kaçınır, bilgilendirilmiş onay verme, hücre hatlarının mülkiyetinden ve FDA gibi yanlışların tespit edilmesi, hücre bazlı ürünler için geliştirme potansiyeli, ancak onay verme yolu uzun ve belirsizdir.

Stem Hücre Organı Mühendisliğinde Gelecek Yol

Önümüzdeki on yıl diğer teknolojilerle birlikte ilerlemeyi hızlandırmaya söz verir. Birkaç heyecan verici avenues takip ediliyor.

3D Bioprinting ve Organ Baskısı

3D biyoprinting, hücrelerin kesin bir şekilde ayrıştırılmasına izin verir, biyomalzemeler ve bir hastanın kendi hücreleri kullanarak karmaşık geometriler tabakası inşa etme faktörleridir. Araştırmacılar damar ağları, kalp kapakları ve hatta küçük bir minimize kalp yatakları oda benzeri yapılarla destekleyebilirler. Biyoprinting ile biyoprinting entegrasyonu, hastanın kendi hücreleri kullanarak özel şekilli organlar oluşturma yeteneği sunar.

Gelişen Tounds için Gen Editing for improved Tounds

CRISPR ve diğer gen-editing araçları, organ mühendisliğinden önce kök hücrelerin değiştirilmesi için kullanılabilir. Örneğin, bilim adamları genetik olarak değiştirilmiş hayvan enfeksiyonlarına karşı dirençli hale getirmek veya immünekonomik faktörler üretmek için iPSC'leri düzenlediler.Birkaç hücrede mutasyonlar düzenlemektedirler, aynı hastaya geri dönmek için sağlıklı organların büyümesini ortadan kaldırırlar.

Xenotransplantasyon Stem Hücreleri ile Kombinasyon

Bir bütün insan organının sıfırdan büyümesi yerine, bazı araştırmacılar, insan hücreleriyle yeniden popüle edilen domuz organlarının yeniden yapılandırılması için bu scaffolds with human kök hücreler to create a human-pig chimeric organ. Bu yaklaşım, mevcut mimari ve vazosallığı kullanarak bir gün insan hücreleri yetiştirmek mümkün olabileceğini gösteriyor.

Kişiselleştirilmiş Tıp ve On-Demand Organları

iPSC bankacılık ve otomatik üretimdeki gelişmelerle, Organovo gibi olgunlaşan organların vizyonu yeniden programlanmış ve bazı ticari dokulara haftalar içinde farklılaştırılabilir. Bioreactors ve biyoprinters o zaman organını bir araya getirebilir, bu da Organovo gibi olgunlaşılabilir, United Treatments ve Cellink bu hedefe doğru çalışıyor ve bazı ticari olarak daha basit dokular ilaç testleri için gerekli dokular.

Sonuç: The Road Ahead

Stem hücreleri organ mühendisliğinde bir paradigma değişikliğini katletti, 21. yüzyılın en iyi bilimsel zorluklarından biri olarak ortaya koydu.Fiziksel olmayan, ölçeklendirme ve güvenlik tüm disiplinler arası işbirliğine kadar ele alınmalıdır.

Potansiyel ödeme süresi çok büyüktür: organ sıkıntısına son vermek, nakil reddedilmesini ortadan kaldırmak ve vücutta hasar görmüş dokuları yeniden üretebilme yeteneği. Araştırma ilerlemeleri olarak, kök hücre bazlı organ mühendisliği muhtemelen milyonlarca tıbbi uygulama için deneysel tedavilerden hareket edecektir, tezgahtan yatağa kadar yolculuğu uzundur.

Daha fazla okuma için, [[Dörtüncü Kalp Ölmüş Kalp Ölmüşleri Üzerine Bir Araştırma:0)H Stem Hücre Bilgileri sayfası[DDDDDÜDÜDÜDÜSTRİYE)[DÜye Olmayan Kalp Hücreleri Üzerine Kapsamlı Bir Kaynak[DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.