Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Celler växer naturligare i "spagetti"

stamceller i fibernätverk
När stamcellerna odlas i fibernätverket vandrar de in mellan fibrerna och utvecklas till nervceller eller stödjeceller (röda respektive gröna celler). De blå strukturerna är cellkärnor. (Bilden tagen med konfokalmikroskop)
Det gängse sättet att odla celler är att använda en platt laboratorieskål av glas. Men i en kropp växer ju cellerna inte på en platt yta, utan i tre dimensioner. Forskare vid Lunds universitet har därför utvecklat en porös "spagetti" av vävnadsvänliga polymerer, i vars hålrum cellerna kan utvecklas på ett mer naturligt sätt.

– Odlar man hjärnceller i en platt labbskål så skiktar sig olika celltyper. Nervcellerna lägger sig överst och gliacellerna – en sorts stödjevävnad – lägger sig underst. Så ser det inte alls ut i en naturlig hjärnvävnad, där cellerna är mycket mer blandade, säger neuroforskaren Ulrica Englund Johansson.  

Många forskargrupper världen över har därför försökt utveckla tredimensionella strukturer där celler kan odlas på ett mer naturligt sätt. Lundaforskarna har använt en metod kallad elektrospinning.

– Elektrospinning är egentligen en gammal teknik, som fått en ny skjuts på senare tid. Det har visat sig vara ett bra sätt att göra små nanostrukturer för biologiskt och medicinskt bruk, förklarar biologen Fredrik Johansson, som arbetar nära samman med Ulrica Englund Johanssons grupp.

Ulrica Englundh Johansson, Fredrik Johansson
Ulrica Englund Johansson (foto: Ingemar Hultquist) och Fredrik Johansson (foto: Charlotte Carlberg Bärg)

Den polymer man använder är godkänd för medicinskt bruk, och förekommer bland annat i suturer där tråden så småningom löser upp sig själv. Beroende på tillämpning, så kan den tredimensionella strukturen ges olika former.

– Man kan låta tråden bilda ett trassel med många hålrum för celler att växa i, som ett nystan av kokt spagetti. Men om man t.ex. vill få nervcellsutskott att växa i en bestämd riktning, så kan man få tråden att bilda parallella linjer – som rak, okokt spagetti, säger Fredrik Johansson med en lättbegriplig liknelse.

Lundaforskarna har fått goda resultat med sina tredimensionella trådstrukturer.

konstgjord fibrer
Fibrerna i det konstgjorda fibernätverket har ungefär samma diameter som naturliga kollagenfibrer i vanlig bindväv. Nätverket är också glest nog för att celler ska kunna vandra in. (Bilden tagen med elektronmikroskop)

– Den tredimensionella formen verkar gynna utmognaden från stamceller till gliaceller och neuroner. De blandar sig också med varandra på ett naturligt sätt, får långa utskott och visar en funktionell elektrisk aktivitet, säger Ulrica Englund Johansson.

– De uttrycker också de proteiner som normalt uttrycks in vivo. Det är ett tecken på att stamcellerna utvecklas till de nervceller de skulle ha blivit i hjärnan.

Om den nya tekniken håller vad den lovar, så kan elektrospinning ge nya möjligheter för både forskning och industri. En mängd biomedicinska forskningsfrågor kan ställas på nya sätt om man har mer naturliga cellkulturer att forska på.

Nya läkemedelskandidater kan testas mer effektivt på cellodlingar som är mer lika en naturlig vävnad. Celler som ska transplanteras – t.ex. till näthinnan eller till hjärnan – kan troligen också överleva och utvecklas bättre i en tredimensionell struktur, även om de sedan injiceras bara som celler i en lösning.

I forskningssamarbetet, där även biologen David O'Carroll ingår, har man nyligen publicerat sina resultat i tre olika internationella tidskrifter: Nanomedicine, Journals of Biomaterials and Nanobiotechnology och Molecular and Cellular Neuroscience. De två första artiklarna beskriver studier utförda på humana hjärnstamceller, medan den tredje handlar om ett försök med näthinneceller.

Studierna har finansierats av: Crafoordska Stiftelsen, NanoLund, Olle Engqvist Stiftelse, Stiftelsen Kronprinsessans Margaretas arbetsnämnd för Synskadade - KMA, Stift Synskadade i Södra Sverige, Ögonfonden, Kungliga  Fysiografiska Sällskapet i Lund, Magnus Bergvalls Fund, Stiftelsen Clas Groschinskys Minnesfond,
O. E. och Edla Johanssons vetenskapliga stiftelse

Text: Ingela Björck, Bilder fibernätverk: Fredrik Johansson

Sidansvarig:

Kontakt

Ulrica Englund Johansson, Institutionen för kliniska vetenskaper i Lund, Lunds universitet
0703 94 22 05ulrica.englund_johansson [at] med.lu.se (, ).

Fredrik Johansson, Biologiska institutionen, Lunds universitet
070 665 62 28per_fredrik.johansson [at] biol.lu.se (, )

Publikationer

Three-dimensional functional human neuronal networks in uncompressed low-density electrospun fiber scaffolds
Albin Jakobsson, Maximilian Ottosson, Marina Castro Zalis, Dabid O’Carroll, Ulrica Englund Johansson, Fredrik Johansson
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine doi.org/10.1016/j.nano.2016.12.023

"Tailor-Made Electrospun Culture Scaffolds Control Human Neural Progenitor Cell Behavior—Studies on Cellular Migration and Phenotypic Differentiation"
Ulrica Englund Johansson, Eitan Nethanyah och Fredrik Johansson
Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, DOI: 10.4236/jbnb.2017.81001

"Exploration of physical and chemical cues on retinal cell fate"
Marina Castro Zalis, Sebastian Johansson, Fredrik Johansson och Ulrica Englund Johansson
Molecular and Cellular Neuroscience, DOI:10.1016/j.mcn.2016.07.006

Box 117, 221 00 LUND
Telefon 046-222 00 00 (växel)
Telefax 046-222 47 20
lu [at] lu.se

Fakturaadress: Box 188, 221 00 LUND
Organisationsnummer: 202100-3211
Om webbplatsen