Explantationskultur

Inom biologi är explantationskultur en teknik för att organotypiskt odla celler från en bit eller bitar av vävnad eller organ som avlägsnats från en växt eller ett djur. Termen explantat kan appliceras på prover som erhållits från vilken del av organismen som helst. Extraktionsprocessen är omfattande steriliserad och kulturen kan vanligtvis användas i två till tre veckor.

Den stora fördelen med explantatkultur är upprätthållandet av en nära in vivo -miljö i laboratoriet under en kort tidsperiod. Denna experimentella uppställning låter utredare utföra experiment och enkelt visualisera effekten av tester.

Denna ex vivo -modell kräver en mycket underhållen miljö för att återskapa ursprungliga cellulära förhållanden. Sammansättningen av extracellulär matris, till exempel, måste vara exakt lika den för in vivo- förhållanden för att inducera naturligt observerade beteenden hos celler. Tillväxtmediet måste också beaktas, eftersom olika lösningar kan behövas för olika experiment.

Vävnaden måste placeras och skördas i en aseptisk miljö såsom steril vävnadsodlingshuv med laminärt flöde. Proverna mals ofta och bitarna placeras i en cellodlingsskål som innehåller tillväxtmedier . Med tiden stamceller ut ur vävnaden till ytan av skålen. Dessa primära celler kan sedan expanderas ytterligare och överföras till färska rätter genom mikroförökning .

Explantationskultur kan också hänvisa till odlingen av själva vävnadsbitarna , där celler lämnas i sin omgivande extracellulära matris för att mer exakt efterlikna in vivo - miljön, t.ex. broskexplantationskultur eller blastocystimplantatkultur.

Ansökan

Historiskt har explantatkultur använts inom flera områden av biologisk forskning. Organogenes och morfogenes hos foster har studerats med explantatkulturer. Eftersom explantatkulturen odlas i labbet kan området eller cellerna av intresse märkas med fluorescerande markörer. Dessa transgena etiketter kan hjälpa forskare att observera tillväxt av specifika celler. Till exempel har neural vävnadsutveckling och förnyelse av centrala nervsystemet studerats med organotypisk explantationskultur.

Rollen för en specifik gen, genuttryck och verkningsmekanismen kan också studeras med explantatkultur. Vissa faktorer som styr eller bidrar till tillväxt kunde identifieras under olika stadier av embryogenes. Att titta på uttrycksmönstret skulle möjliggöra spårning av var gentranskripten har varit. Hur mycket gen som har uttryckts kan också kvantifieras.

Tillsammans med stamcellsforskning har forskare framgångsrikt odlat enkla organ som härrör från autologa mänskliga pluripotenta stamceller. Hittills har urinblåsa och luftstrupe utvecklats. Denna metod försöker ta itu med vävnadsavstötning, och det finns redan fall av framgångsrik transplantation. En forskargrupp från Wake Forest Institute for Regenerative Medicine i Winston-Salem, North Carolina, transplanterade framgångsrikt stamcellskonstruerade blåsor till sju pediatriska patienter med dåligt fungerande blåsor. Ett annat fall var från ett team vid University College, London, Storbritannien, som transplanterade ett vindrör som härrörde från patientens egna stamceller.

Även med alla fördelar med att explantera kultur finns det fortfarande flera varningar. Nackdelen med explantationskultur är att den inte ger tillräckligt med tid för att studera kroniska sjukdomar. Även om två till tre veckor kan vara tillräckligt med tid för att studera akuta förändringar, är det inte lämpligt för experiment som kräver långtidsobservationer.

Nuvarande forskning

Näthinnan

Många neurobiologiska processer har studerats med näthinneexplantatkulturer. Att förstå näthinnans utveckling har lett vägen för forskare att studera patologisk neurodegeneration och relaterade näthinnesjukdomar närmare. Cellulära transplantat som härrör från retinal stamcellsterapi är ett aktivt forskningsområde för att behandla makuladegeneration, retinit, pigmentosa och glaukom.