کشت سلول های بنیادی یک تکنیک مهم کشت سلولی است که شامل رشته های متنوعی مانند بیوتکنولوژی مدرن است. عمدتاً در حوزه سلامت و تشخیص انسان استفاده می شود. پیشرفت فعلی در تکنیک کشت سلول های بنیادی منجر به شناسایی انواع مختلف سلول های بنیادی مانند سلول های بنیادی جنینی، سلول های بنیادی پرتوان القایی و سلول های بنیادی جنینی از منشاء انسانی می شود و همچنین به کشت آن ها به صورت آسپتیک در شرایط آزمایشگاهی کمک می کند.

در حالی که سلول های بنیادی نویدبخش تحقیقات زیست پزشکی هستند، تکثیر آزمایشگاهی و نگهداری این سلول ها در حالت تمایز نیافته ضروری است. حتی با دانشی که دانشمندان در دهه گذشته به دست آورده اند، کشت سلول های بنیادی همچنان یک چالش است. انواع مختلف سلول های بنیادی اغلب به شرایط کشت متفاوتی نیاز دارند. به عنوان مثال، سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (iPSC) و سلول‌های بنیادی جنینی انسان (hESC) باید روی صفحات پوشش‌داده‌شده با لایه‌ای از سلول‌های تغذیه‌کننده، مانند فیبروبلاست‌های جنینی موش (MEF) یا فیبروبلاست‌های پوست ختنه‌گاه انسان (HFF) کشت داده شوند. روی یک ماتریکس خارج سلولی، مانند ژل غشای پایه. علاوه بر این، محیط های رشد سلول های بنیادی باید با فاکتورهای رشد تکمیل شود. به عنوان مثال، فاکتور رشد فیبروبلاست (FGF) باید به محیط رشد سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) اضافه شود و فاکتور مهارکننده لوسمی (LIF) باید هنگام کشت سلول های بنیادی جنینی موش (mESC) استفاده شود. علاوه بر این، برخی از سلول‌های بنیادی (مانند iPSCs و hESCS) باید روزانه محیط خود را تغییر داده و از نظر رشد بیش از حد تحت نظارت قرار گیرند. رشد بیش از حد سلول منجر به تمایز و از بین رفتن پتانسیل تمایز سلول های بنیادی می شود.

منابع سلول های بنیادی

سه منبع اصلی ESC انسان وجود دارد: رده های سلول های بنیادی جنینی موجود. جنین هایی که پس از روش های لقاح آزمایشگاهی بدون استفاده رها می شوند (به اصطلاح جنین های یدکی)؛ جنین هایی که با استفاده از تکنیک انتقال هسته سلول سوماتیک به منظور انجام تحقیقات ایجاد شده اند.

در مقایسه با ESC، سلول‌های بنیادی بالغ را می‌توان از منابع مختلفی از جمله خون، مغز استخوان، خون بند ناف و بافت چربی دریافت کرد.

کاربردهای سلول های بنیادی

با توجه به اینکه سلول های بنیادی توانایی خود نوسازی، ترمیم و تمایز را دارند، به طور گسترده در زمینه های زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

ترمیم و بازسازی اندام ها
منابع اندام ها و بافت های مصنوعی
توسعه داروی جدید
تحقیق عملکرد ژن
ژن درمانی
تحقیقات سم شناسی و فارماکولوژی
تحقیق سرطان
پشتیبانی فنی

کشت سلول های بنیادی

اگرچه دانشمندان در دهه گذشته دانشی در مورد کشت سلول های بنیادی به دست آورده اند، کشت سلول های بنیادی هنوز برای بسیاری از محققان چالشی است. در اینجا شرایط مختلف کشت و خصوصیات سلول های بنیادی را معرفی می کنیم.

دو نوع سیستم کشت سلول های بنیادی

• کشت سلول های بنیادی وابسته به تغذیه کننده

سیستم کشت سلول های بنیادی وابسته به تغذیه کننده برای حفظ سلول های بنیادی استفاده می شود که نیاز به کشت همزمان با “سلول تغذیه کننده” مانند فیبروبلاست ها برای حمایت از پرتوانی و پتانسیل های تکثیر این سلول های بنیادی دارند. در این سیستم کشت سلولی، صفحات فیبروبلاست بذر از قبل آماده می شوند. سلول‌های تغذیه‌کننده محیط را از طریق نشت متابولیک آماده می‌کنند و سلول‌های بنیادی را در کشت با بسیاری از پروتئین‌های ضروری دیگر، که اغلب فاکتورهای رشد و پروتئین‌های ماتریکس خارج سلولی هستند، فراهم می‌کنند که ماتریکس پشتیبانی برای اتصال و تکثیر سلولی ایجاد می‌کنند. فیبروبلاست های جنینی موش (MEFs) که تحت تابش یا درمان با میتومایسین C قرار گرفته اند به عنوان سلول های تغذیه کننده برای کشت سلول های بنیادی توصیه می شوند. این اقدام “غیرفعال” – متوقف کردن چرخه سلولی توسط میتومایسین C – به منظور جلوگیری از رشد بیش از حد MEFها و رقابت با PSCهایی است که کندتر رشد می کنند. درصد کمتری از استفاده از فیبروبلاست‌های (HFFs)، که معمولاً به عنوان یک جایگزین بدون xeno هستند، برای کاربردهای بالینی مناسب‌تر است. مهم نیست که فیدرها از موش یا انسان گرفته شده باشند، هر دوی آنها روی صفحات پوشیده شده با ژلاتین فرمت آماده استفاده 0.1 درصد کشت داده می شوند.

•کشت سلول های بنیادی بدون تغذیه کننده

آخرین پیشرفت‌ها در فناوری کشت سلول‌های بنیادی امکان کشت سلول‌های بنیادی پرتوان را در یک سیستم عاری از تغذیه با استفاده از ماتریکس خارج سلولی در محل سلول‌های تغذیه‌کننده فراهم کرده است. سیستم کشت بدون تغذیه تعادلی بین ارتقاء رشد سلولی پرتوان و مهار تمایز سلولی خود به خودی با فرمولاسیون محیط تنظیم دقیق اسیدهای آمینه ضروری، نمک ها، سایر عناصر تغذیه ای و فاکتورهای رشد به دست آورده است.