Studium vlivu mechanické zátěže na diferenciaci kmenových buněk na hladké svalové buňky.

Abstract

Cultivation of cells in bioreactors with mechanical load simulates the physiological conditions to which cells in the body are exposed. This technology has been used to induce the differentiation of stem cells from adipose tissue towards the phenotype of vascular smooth muscle cells, which can further serve to form vascular replacements. At present, there is no established strategy for cultivating stem cells while being exposed to mechanical stress. The main aim of this work was therefore to optimize the cultivation strategy and determine the ideal load parameters. Differentiation was analyzed by immunofluorescence of specific smooth muscle cell markers, α-actin and h1-calponin, which were quantified by Western blot. Extracellular matrix production was also detected by immunofluorescence staining. The outcome of this work is the establishment of ideal conditions of cell culture in a bioreactor with mechanical load, during which they differentiate into smooth muscle cells. Three types of scaffolds were used for cultivation; plasma treated glass, fibrin-coated glass and decelularized pericardium. Preliminary results show that smooth muscle differentiation was succesfully induced in human and porcine adipose tissue stem cells. Cells were analyzed after 3 and 7 days of culture. Developing a stem cell...

Kultivace buněk v bioreaktorech s mechanickou zátěží simuluje fyziologické podmínky, kterým jsou buňky v organismu vystaveny. Tato technologie byla využita pro navození diferenciace kmenových buněk z tukové tkáně směrem k fenotypu buněk vaskulární hladké svaloviny, které mohou dále sloužit pro tvorbu cévních náhrad. V současné době neexistuje zavedený postup kultivace kmenových buněk s mechanickou zátěží. Hlavním cílem této práce bylo proto optimalizovat strategii kultivace a stanovit ideální parametry zátěže. Diferenciace byla hodnocena pomocí imunofluorescence specifických markerů hladkosvalových buněk, a to α-aktinu a h1-calponinu, které byly kvantifikovány pomocí Western blotu. Pomocí imunofluorescenčního barvení byla také detekována produkce extracelulární matrix. Výstupem práce je ustanovení ideálních podmínek kultivace buněk v bioreaktoru s mechanickou zátěží, při kterých dochází k jejich diferenciaci do buněk hladké svaloviny. Pro kultivaci byly použity tři typy nosičů, a sice plazmované sklo, sklo s vrstvou fibrinu a decelularizovaný perikard. Předběžné výsledky ukazují, že diferenciaci směrem k hladkému svalu se podařilo navodit u lidských a prasečích kmenových buněk z tukové tkáně, kdy buňky byly analyzovány 3. a 7. den kultivace. Vypracování strategie kultivace kmenových buněk v...