Neurale regeneratie gericht op het herstellen van het centrale zenuwstelsel, inclusief hersen- en ruggenmergletsel, vormt grote uitdagingen in de kliniek. Om dit te overwinnen, is gerichte differentiatie van stamcellen tot neuronen ontwikkeld voor celvervangingstherapie. Stamcellen zijn ongedifferentieerde cellen met zelfvernieuwingscapaciteit en het vermogen om zich te differentiëren tot meerdere celtypen, zoals osteogene (bot), adipogene (vet), chondrogene (kraakbeen) en neurogene lijnen, wat enorme beloften inhoudt voor het gebied van regeneratieve geneeskunde. Hiervoor is wel nauwkeurige controle over het differentiatieproces cruciaal voor de ontwikkeling van therapeutische benaderingen. Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat in de natuurlijke stamcelniche de biofysische eigenschappen van extracellulaire matrix, zoals topografie, stijfheid, elasticiteit en bio-elektriciteit, een geraffineerde invloed hebben op het gedrag van stamcellen, inclusief hun hechting, zelfvernieuwing, migratie en differentiatie. Daarnaast is het ECM-architectuur van zenuwweefsel in vivo opmerkelijk complex van structuur, variërend van nanometers tot micrometers, wat interacties met cellen mogelijk maakt en hun gedrag en lot reguleert. Micro- en nanoschaalcues kunnen stamceldifferentiatie bevorderen door de interactie tussen cellen en micro- en nano-gestructureerde oppervlakken. Met behulp van het BiomACS translationele kweeksysteem hebben wij onderzoek gedaan om deze interacties te begrijpen en het onderzoek toont aan dat gecombineerde nano- en microtopografie de neurale differentiatie kan verbeteren. Dit biedt inzichten voor het ontwerp van neurogene therapieën.
Publicaties:
- Yang, L., Jurczak, K. M., Ge, L., & van Rijn, P. (2020). High‐throughput screening and hierarchical topography‐mediated neural differentiation of mesenchymal stem cells. Advanced healthcare materials, 9(11), 2000117.