Skip to main content

Elucidation of Stem Cell Fate and Cell-type Characterization by 1H-NMR-based Metabonomics

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nauka i technika pomagają w różnicowaniu się komórek

Ludzkie embrionalne komórki macierzyste mają zdolność do samoodnawiania i różnicowania się do komórek tkanek wszelkiego typu. Wiąże się to z wieloma zaletami dla badań nad chorobami, opracowywania leków i terapii regeneracyjnych.

Zdrowie

Uważa się, że procesy odpowiedzialne za to, co dzieje się z ludzkimi embrionalnymi komórkami macierzystymi (hESC), podlegają regulacji przez wewnątrz- i zewnątrzkomórkowe czynniki metaboliczne, między innymi hormony i czynniki wzrostu. Do lepszego poznania tych mechanizmów przyczynić się może odpowiednia kombinacja technik i metod. Należy do nich wysokorozdzielcza spektroskopia oparta na protonowym jądrowym rezonansie magnetycznym (1H-NMR), technika o ogromnym potencjale, a zarazem nieinwazyjna. Użycie jej razem z metodami modelowania statystycznego może pomóc w opisie zaburzeń szlaków metabolicznych pojawiających się podczas zdarzeń komórkowych. Takie podejście określane jest mianem metabonomiki. Zespół projektu "Wyjaśnienie losu komórek macierzystych i charakterystyka według typu komórek z zastosowaniem metabonomiki opartej na 1H-NMR" (hESC Metabonomics) podjął się uzupełnienia braków wiedzy z zastosowaniem podejścia metabonomicznego z użyciem NMR. Celem ogólnym było zbadanie zmian metabolicznych związanych z hodowlą komórek macierzystych hESC oraz z kierowanym różnicowaniem się komórek. Użycie dwóch zestawów próbek surowicy w eksperymentach z jedno- i dwu-wymiarowym NMR przyniosło duży sukces. Badania wykazały, że metaboliczne próbki surowicy uzyskane w NMR od pacjentów z przewlekłą białaczką limfocytową mogą służyć do szybkiego i dokładnego diagnozowania ostrej postaci choroby we wczesnych fazach. Pozytywne rezultaty uzyskano również w profilowaniu metabolicznym krwi za pomocą NMR. Pomogło to rozróżnić pacjentów cierpiących na marskość od tych z subkliniczną minimalną encefalopatią wątrobową. Oznacza to, że pacjenci mogą teraz liczyć na odpowiednio wczesne leczenie, podnoszące jakość ich życia oraz poprawiające rokowanie. Badania w dziedzinie metabonomiki hESC z zastosowaniem podłoża hodowlanego, mogącego stanowić źródło czynników białkowych i metabolicznych, pokazały, że metabonomika oparta na NMR oferuje szybkie i dokładne środki opisu podłoży warunkujących hESC. Powinno to pomóc badaczom w opracowaniu bardziej efektywnych warunków hodowlanych dla uzyskania wyższej produkcji komórek hESC in vitro w celu realizacji potencjału hESC w kontekście terapeutycznym. Po ustanowieniu odpowiedniego protokołu zespół projektu opracował solidny model do badania zmian metabolicznych podczas różnicowania się komórek hESC do postaci neuronów ruchowych. Badaczom udało się także zidentyfikować pewne szlaki metaboliczne aktywowane i dezaktywowane podczas różnicowania się hESC do postaci zdeterminowanych neuronów ruchowych.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania