Effects of Biochemical and Mechanical Signals on Osteogenic Differentiation of Adipose Stem Cells in Vitro
Kyllönen, Laura (2013)
Kyllönen, Laura
Tampere University Press
2013
Kantasolu- ja kudosteknologia - Stem cell and tissue engineering
Biolääketieteellisen teknologian yksikkö - Institute of Biomedical Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2013-04-03
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9080-4
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9080-4
Tiivistelmä
Aikuisen rasvakudoksesta saatavien kantasolujen erilaistaminen luusolujen suuntaan soluviljelyssä käyttäen biokemiallisia ja mekaanisia signaaleja
Erilaiset luukudoksen vauriot vaikuttavat miljoonien ihmisten elämänlaatuun maailmanlaajuisesti. Tämänhetkiset luukudoksen korjaustekniikat hyödyntävät enimmäkseen kudossiirteitä, joiden käyttöön liittyy kuitenkin ongelmia varsinkin suurten luukudoksen vaurioiden korjaamisessa. Yhdistämällä biomateriaaleja, kantasoluja ja kasvutekijöitä kudosteknologiset menetelmät mahdollistavat uudenlaisten luunkorvikkeiden kehittämisen, mikä voisi tulevaisuudessa vastata alati kasvavaan tarpeeseen luusiirteille.
Erityisesti rasvakudoksesta on muodostunut yksi lupaavimmista aikuisen kantasolulähteistä, sillä sen eristäminen käy helposti ja kivuttomasti. Monikykyisinä rasvakudoksen kantasolut kykenevät erilaistumaan useiden eri solutyyppien kuten luusolujen suuntaan. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää edelleen kudosteknologisia menetelmiä kasvojen ja kallon alueen luuvaurioiden korjausta varten sekä tehostaa rasvakudoksen kantasolujen erilaistumista luusolujen suuntaan. Tutkimuksessa kehitettiin nykyistä tehokkaampi kasvatusliuos eli medium rasvakudoksen kantasolujen erilaistamiseksi luusolujen suuntaan. Kliiniseen suuntaan tutkimusta vietiin käyttämällä testauksessa ihmisen seerumia sisältävää ja seerumitonta soluviljelymediumia perinteisesti soluviljelyssä käytetyn naudanseerumi -pohjaisen viljelymediumin lisäksi. Lisäksi optimoidun luuerilaistusmediumin tehoa verrattiin kliinisessäkin käytössä oleviin kasvutekijöihin soluviljelymallissa, jossa käytettiin kahta erilaista kolmiulotteista biomateriaalirakennetta.
Biokemiallisten menetelmien lisäksi tutkittiin mekaanista kuormitusta rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistamisessa. Mekaanista kuormitusta tutkittaessa havaittiin korkeataajuuksisen vibraatiostimulaation lisäävän rasvakudoksen kantasolujen erilaistumista luusolujen suuntaan, mikäli soluja viljeltiin luuerilaistusmediumissa. Vibraatiostimulaatio ei kuitenkaan erilaistanut perusviljelymediumissa kasvatettuja rasvakudoksen kantasoluja, vaan solut tarvitsivat biokemiallisen sysäyksen luusolujen suuntaan tullakseen sensitiiviseksi mekaaniselle stimulaatiolle.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että viljelymediumiin lisätyt kasvutekijät eivät edistäneet rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistumista. Sen sijaan rasvakudoksen kantasoluja voidaan erilaistaa tehokkaasti luusolujen suuntaan optimoidulla luuerilaistusmediumilla, varsinkin yhdessä biomateriaalirakenteiden tai vibraatiostimulaation kanssa.
Erilaiset luukudoksen vauriot vaikuttavat miljoonien ihmisten elämänlaatuun maailmanlaajuisesti. Tämänhetkiset luukudoksen korjaustekniikat hyödyntävät enimmäkseen kudossiirteitä, joiden käyttöön liittyy kuitenkin ongelmia varsinkin suurten luukudoksen vaurioiden korjaamisessa. Yhdistämällä biomateriaaleja, kantasoluja ja kasvutekijöitä kudosteknologiset menetelmät mahdollistavat uudenlaisten luunkorvikkeiden kehittämisen, mikä voisi tulevaisuudessa vastata alati kasvavaan tarpeeseen luusiirteille.
Erityisesti rasvakudoksesta on muodostunut yksi lupaavimmista aikuisen kantasolulähteistä, sillä sen eristäminen käy helposti ja kivuttomasti. Monikykyisinä rasvakudoksen kantasolut kykenevät erilaistumaan useiden eri solutyyppien kuten luusolujen suuntaan. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää edelleen kudosteknologisia menetelmiä kasvojen ja kallon alueen luuvaurioiden korjausta varten sekä tehostaa rasvakudoksen kantasolujen erilaistumista luusolujen suuntaan. Tutkimuksessa kehitettiin nykyistä tehokkaampi kasvatusliuos eli medium rasvakudoksen kantasolujen erilaistamiseksi luusolujen suuntaan. Kliiniseen suuntaan tutkimusta vietiin käyttämällä testauksessa ihmisen seerumia sisältävää ja seerumitonta soluviljelymediumia perinteisesti soluviljelyssä käytetyn naudanseerumi -pohjaisen viljelymediumin lisäksi. Lisäksi optimoidun luuerilaistusmediumin tehoa verrattiin kliinisessäkin käytössä oleviin kasvutekijöihin soluviljelymallissa, jossa käytettiin kahta erilaista kolmiulotteista biomateriaalirakennetta.
Biokemiallisten menetelmien lisäksi tutkittiin mekaanista kuormitusta rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistamisessa. Mekaanista kuormitusta tutkittaessa havaittiin korkeataajuuksisen vibraatiostimulaation lisäävän rasvakudoksen kantasolujen erilaistumista luusolujen suuntaan, mikäli soluja viljeltiin luuerilaistusmediumissa. Vibraatiostimulaatio ei kuitenkaan erilaistanut perusviljelymediumissa kasvatettuja rasvakudoksen kantasoluja, vaan solut tarvitsivat biokemiallisen sysäyksen luusolujen suuntaan tullakseen sensitiiviseksi mekaaniselle stimulaatiolle.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että viljelymediumiin lisätyt kasvutekijät eivät edistäneet rasvakudoksen kantasolujen luuerilaistumista. Sen sijaan rasvakudoksen kantasoluja voidaan erilaistaa tehokkaasti luusolujen suuntaan optimoidulla luuerilaistusmediumilla, varsinkin yhdessä biomateriaalirakenteiden tai vibraatiostimulaation kanssa.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4754]