Projekti / Programi
Priprava induciranih pluripotentnih matičnih celic iz primarnega tumorskega tkiva in njihova uporaba za izdelavo 3D organotipskega modela bolezni
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.04 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Medicinska biotehnologija |
model raka na osnovi bolnikovega tkiva, in vitro modeli bolezni raka, celice primarne kulture, inducirane pluripotentne matične celice, iPMC, tehnologija, dediferenciacija, 3D organotipski modeli bolezni, sferoid, bioinženirstvo
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
35360 |
dr. Sandra Ropret |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2020 - 2022 |
15 |
Organizacije (1)
Povzetek
POVZETEK V svetu je rak drugi najpogostejši vzrok umrljivosti. Po zadnjih dostopnih podatkih pa je v letu 2018 za posledicami raka umrlo okrog 9.6 miljona ljudi. Situacija je podobna v Sloveniji, kjer je rak med vzroki umrljivosti prav tako na drugem mestu. Rakava obolenja so skupina heterogenih in kompleksnih bolezni, za katere je značilna nenadzorovana rast spremenjenih celic. Dejavniki tveganja za razvoj bolezni so okolje in način življenja, dedna nagnjenost in tudi naključje. Dednih oblik raka je okoli 20 odstotkov, medtem ko se večina, to je 80 odstotkov, rakov pojavi naključno, kar pomeni, da jasen vzrok za njihov nastanek ni znan. Za preučevanje raka se v temeljnih raziskavah kot modelni sistemi najpogosteje uporabljajo nesmrtne celične linije in poskusne živali. Nesmrtne celične linije so poceni in enostaven dvodimenzionalen (2D) sistem. Vendar vedno več eksperimentalnih dokazov pravi, da ne uspe posnemati nekaterih ključnih lastnosti poteka razvoja bolezni in delovanja zdravil. Živalski modelni sistemi sicer zadostijo potrebi po tridimenzonalnosti (3D) modela bolezni in omogočajo in vivo preučevanje poteka razvoja in obnašanja bolezni ter delovanja zdravil. Vendar pa so živalski modeli zahtevni s časovnega in finančnega stališča, za laboratorijsko delo z njimi pa so potrebna posebna znanja. V praksi se je tudi izkazalo, da fiziologija živalskih modelov ne posnema dobro fiziologije človeka, kar je eden od razlogov za etične pomisleke širše javnosti glede uporabe živali za eksperimentalne namene. Navedene pomanjkljivosti najpogosteje uporabljanih modelnih sistemov se odražajo v obliki nizke stopnje prenosljivosti ugotovitev temeljnih raziskav v klinično okolje. Postopoma se uveljavljajo modelni sistemi (npr. 3D celične kulture, ksenografti bolnikov, organi-na-čipih) katerih izhodiščni material so biološki vzorci bolnikov, ki pa so količinsko omejeni. To težavo lahko zaobidemo z uporabo tehnologije induciranih pluripotentnih matičnih (iPM) celic, katere pionirja sta Shinya Yamanaka and Kazutoshi Takahashi. Gre za tako imenovano reprogramiranje odraslih somatskih celic nazaj v pluripotentno stanje, kar dosežemo s prehodnim izražanjem izbranega nabora transkripcijskih dejavnikov. iPM celice imajo sposobnost neomejene delitve, samoobnove ter diferenciacije v celice vseh treh zarodnih plasti. Z uporabo tehnologije iPM celic torej lahko dobimo obnovljive vire biološko pomembnih celic za raziskave patofiziologije in zdravljenja rakavih obolenj. V povezavi z robustnimi protokoli za diferenciacijo, iPM celice predstavljajo dobro orodje za poglobljeno preučevanje patofiziologije in učinkov zdravil pri rakavih obolenjih. Poleg tega tehnologija iPM celic, v kombinaciji s 3D celičnimi kulturami, omogoča vzpostavitev naprednejših in vitro tumorskih modelov, ki predstavljajo tudi most med 2D in vitro ter in vivo modelnimi sistemi. Prvi cilj raziskave je iz celic raka dojke pridobiti kakovostne iPM celice, pri čemer bom uporabila enega od neintegrativnih pristopov, eksperimentalni postopek pa bo prilagojen tipu raka. Za poskus bom sprva uporabila komercialno dostopne primarne celice raka dojke. Nato bom pripravila iPM celice iz celic slovenske bolnice z rakom dojke. Ker izbrani tip raka ni hematološke narave, bom za pripravo normalnih iPM celic z enakim genetskim ozadjem uporabila celice periferne krvi iste bolnice. Kakovost iPM celic bo preverjena s testiranjem odsotnosti transgenov (qPCR) in prisotnosti kazalcev pluripotentnosti in trilinijskega diferenciacijskega potenciala na ravneh mRNA in proteinov (qPCR, imunocitokemija). Drugi cilj raziskave je s pomočjo tehnike viseče kaplje iz iPM celic izdelati 3D model raka dojke, to je sferoidov. Pridobljene iPM celice in 3D model raka dojke (sferoidi) lahko v bodoče služijo kot razširljiv model za in vitro preučevanje na primer poteka razvoja raka, plastičnosti rakavih celic, razvoj/preizkušanje za tip raka specifičnih protirakavih učinkovin.
