Hodowle tkankowe
i koórkowe

DOMINIKA SZEWCZAK
JOANNA SKRZYDEŁ

Inżynieria tkankowa, komórkowa

Głównym zadaniem tej
dziedziny nauk są
badania nad hodowlą
komórkową
wykorzystującą
zarówno komórki
somatyczne jak i
macierzyste organizmu
w celu wytworzenia
funkcjonalnych
zamienników
uszkodzonych tkanek



Wyróżnia się trzy główne typy chodowli tkankowych:
- hodowla komórkowa - hodowla pojedyńczych komórek in vitro nie
wykazujących cech tkanki;
- hodowla tkankowa - utrzymanie lub wzrost tkanki in vitro, która
zachowuje swoje funkcje oraz strukturę;
- hodowla narządowa - utrzymywanie lub wzrost zawiązków, całych
lub części narządów in vitro z zachowaniem ich funkcji i struktury.

Klasyfikacja hodowli tkanek
Należy pamiętać, że wyróżniamy 5 podstawowych klas hodowli. Krótka charakterystyka poniżej:



1. Hodowle pierwotne - jak sama nazwa wskazuje, są to wszystkie hodowle założone z

materiału biologicznego bezpośrednio pobranego z organizmu. Zarówno z fragmentu tkanki

jak i zawiesiny powstałej w wyniku enzymatycznej dezintegracji tkanki. Hodowla jest

nazywania jako pierwotna do pierwszego pasażu. Po nim nazywa się je hodowlą wtórną.



2. Hodowle w zawiesinie - znaczna część hodowli komórkowych do wzrostu i proliferacji

wymaga adhezji do powierzchni. Jednak linie komórek krwi oraz nowotworowych mogą

proliferować w zawiesinie. Tego typu hodowle prowadzone są w naczyniach z wbudowanym

mieszadłem magnetycznym, zapewnia ono ciągły ruch cieczy oraz uniemożliwia

sedymentację komórek.



3. Hodowle narządowe - zachowanie odpowiednich warunków umożliwia hodowlę w

warunkach in vitro całych narządów lub ich fragmentów bez zaburzania zróżnicowania

tkanek. Przy tego typu hodowli konieczne jest zachowanie krytycznej wielkości fragmentu

narządu, zapewnienie odpowiedniego obiegu gazów, metabolitów i substancji odżywczych.



4. Hodowle na mikronośnikach - pozwalają na znaczne zwiększenie powierzchni

adhezyjnej dla komórek. Wykorzystuje się je głównie w celu namnożenia dużej biomasy w

małej objętości pożywki oraz do wydajnej produkcje metabolitów w bioreaktorach. Tego typu

hodowle są niezwykle użyteczne w przemyśle biotechnologicznym. Do zwiększenia

powierzchni adhezyjnej wykorzystuje się kulki dekstranowe, żelatynowe, szklane oraz

wykonane z materiałów syntetycznych np. plastiku.



5. Hodowle przestrzenne - hodowle zapewniające komórkom/ tkankom wzrost w

trójwymiarze. Wykorzystuje się je na potrzeby badań macierzy zewnątrzkomórkowej.

Prowadzenie tego typu hodowli jest jak na razie największym osiągnięciem ludzkości w tej

dziedzinie. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie hodowli całych narządów, ich fragmentów,

a także kokultur organotypowych. Służą jako narzędzie modelowe na potrzeby wielu

eksperymentów, w tym także na potrzeby transplantologii.

Zastosowania hodowli
tkankowych

Transplantacja komórek

-leczenie zawału serca,
-leczenie cukrzycy,

Implantacja matryc

-przy leczeniu oparzeń,
-leczenie głębokich obrażeń,

Implantacja matryc z komórkami

-produkcja tkanki chrzęstnej,
-produkcja skóry.

Leczenie zawału serca

Odbywa się metodą iniekcji
(wstrzykiwania).

Komórki macierzyste mają za zadanie
stworzyć swoisty „plaster” na sercu.

Głównym zadaniem komórek
macierzystych jest zastąpienie blizny
pozawałowej komórkami naczyń oraz
komórkami serca.

Naukowcy nadal pracują nad najbardziej
efektywną metodą leczenia komórkami
macierzystymi.

Leczenie cukrzycy

Wstrzykiwane są komórki
beta wysp Langerhansa
zamknięte w alginianowych
osłonach.

Przeszczep ten może grozić
odrzutem dlatego konieczne
jest stosowanie leczenia
immunosupresyjnego.

Leczenie oparzeń

Może się odbywać poprzez:
-autoprzeszczep,
-alloprzeszczep,
-namnożenie naskórka in vitro
i wprowadzenie do organizmu.

Obecnie szuka się innych
alternatyw dla skóry.

Sztuczna skóra jako test



W wielu laboratoriach, w zależności od rodzaju prowadzonych
badań w dziedzinie kosmetologii oraz dermatologii wykorzystuje
się:



– jednorodne hodowle in vitro komórek: keratynocyty,
fibroblasty, melanocyty, komórki Langerhansa;



– linie komórkowe: komórki genetycznie modyfikowane, komórki
w różnych stadiach transformacji i różnicowania)



– ko-kultury różnych typów komórek: keratynocyty z
melanocytami, keratynocyty z komórkami układu
odpornościowego).



– trójwymiarowe substytuty naskórka, skóry właściwej oraz pełnej
grubości substytuty skóry. Aktualnie komercyjnie są dostępne
ekwiwalenty naskórka

Scaffoldy kolagenowe
w regeneracji chrząstek



Scaffoldy można podzielić na 3 grupy:



Scaffoldy syntetyczne – powstają z materiałów używanych do
produkcji nici chirurgicznych;



Scaffoldy w postaci hydrożeli;



Scaffoldy wykonane z naturalnych polimerów takich jak kolagen,
fibryna czy też kwas hialuronowy.

Choroba Parkinsona



Tworzenie połączeń nerwowych z tkanki zarodkowej



50% redukcja objawów



Efekt utrzymywał się
przez 5-10 lat



90-95% komórek zamiera
po przeszczepie



Na jednego pacjenta potrzebnych 5-6 płodów

Transplantacja rogówki



Przeszczep rogówki jest najczęściej używany
do przywrócenia wzroku osoby, która ma
uszkodzoną rogówkę, mogą złagodzić ból lub
inne objawy związane z chorobami rogówki.