Eksplantuj kulturę
W biologii kultura eksplantów jest techniką organotypowej hodowli komórek z kawałka lub kawałków tkanki lub narządu pobranego z rośliny lub zwierzęcia. Termin eksplantat można zastosować do próbek pobranych z dowolnej części organizmu. Proces ekstrakcji jest ekstensywnie sterylizowany, a kultura może być zwykle używana przez dwa do trzech tygodni.
Główną zaletą hodowli eksplantów jest utrzymanie środowiska zbliżonego do in vivo w laboratorium przez krótki czas. Ta konfiguracja eksperymentalna umożliwia badaczom przeprowadzanie eksperymentów i łatwą wizualizację wpływu testów.
Ten model ex vivo wymaga dobrze utrzymanego środowiska w celu odtworzenia oryginalnych warunków komórkowych. Na przykład skład macierzy pozakomórkowej musi być dokładnie podobny do składu in vivo , aby wywołać naturalnie obserwowane zachowania komórek. Należy również wziąć pod uwagę pożywkę wzrostową, ponieważ do różnych eksperymentów mogą być potrzebne różne rozwiązania.
Tkankę należy umieścić i pobrać w aseptycznym środowisku, takim jak sterylny kaptur do hodowli tkankowej z przepływem laminarnym. Próbki są często mielone, a kawałki umieszcza się w do hodowli komórkowej zawierającej pożywkę wzrostową . Z biegiem czasu komórki progenitorowe migrują z tkanki na powierzchnię naczynia. Te pierwotne komórki można następnie dalej namnażać i przenosić do świeżych szalek poprzez mikrorozmnażanie .
Hodowla eksplantów może również odnosić się do hodowli samych fragmentów tkanki , gdzie komórki pozostawia się w otaczającej je macierzy pozakomórkowej , aby dokładniej naśladować środowisko in vivo , np. hodowla eksplantatu chrząstki lub hodowla implantu blastocysty.
Aplikacja
Historycznie kultura eksplantów była wykorzystywana w kilku obszarach badań biologicznych. Organogenezę i morfogenezę u płodu badano za pomocą kultur eksplantów. Ponieważ kultura eksplantatu jest hodowana w laboratorium, interesujący obszar lub komórki można oznaczyć znacznikami fluorescencyjnymi. Te transgeniczne znaczniki mogą pomóc naukowcom w obserwowaniu wzrostu określonych komórek. Na przykład rozwój tkanki nerwowej i regenerację ośrodkowego układu nerwowego badano za pomocą organotypowej hodowli eksplantów.
Rolę określonego genu, ekspresję genu i mechanizm działania można również badać za pomocą hodowli eksplantów. Pewne czynniki, które kontrolują lub przyczyniają się do wzrostu, można zidentyfikować na różnych etapach embriogenezy. Spojrzenie na wzór ekspresji pozwoliłoby na śledzenie, gdzie znajdowały się transkrypty genów. Można również określić ilościowo, ile genów uległo ekspresji.
W połączeniu z badaniami nad komórkami macierzystymi naukowcy z powodzeniem wyhodowali proste narządy pochodzące z autologicznych ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych. Do tej pory rozwinął się pęcherz i tchawica. Ta metoda próbuje rozwiązać problem odrzucenia tkanki i już istnieją przypadki udanej transplantacji. Zespół badawczy z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine w Winston-Salem w Północnej Karolinie z powodzeniem przeszczepił pęcherze moczowe z wykorzystaniem komórek macierzystych siedmiu pacjentom pediatrycznym z nieprawidłowym funkcjonowaniem pęcherza. Inny przypadek dotyczył zespołu z University College w Londynie w Wielkiej Brytanii, który dokonał przeszczepu tchawicy pochodzącej z własnych komórek macierzystych pacjenta.
Nawet przy wszystkich zaletach eksplantacji kultury, wciąż istnieje kilka zastrzeżeń. Wadą hodowli eksplantów jest to, że nie zapewnia ona wystarczającej ilości czasu na badanie chorób przewlekłych. Chociaż dwa do trzech tygodni może wystarczyć do zbadania ostrych zmian, nie nadaje się do eksperymentów wymagających długotrwałych obserwacji.
Obecne badania
Siatkówka oka
Zbadano wiele procesów neurobiologicznych za pomocą kultur eksplantów siatkówki. Zrozumienie rozwoju siatkówki umożliwiło naukowcom bliższe zbadanie patologicznej neurodegeneracji i powiązanych chorób siatkówki. Przeszczepy komórkowe pochodzące z terapii komórkami macierzystymi siatkówki są aktywnym obszarem badań nad leczeniem zwyrodnienia plamki żółtej, zapalenia siatkówki, barwnika i jaskry.