22:04 2022-01-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Celulele de burete marine în 3D ar putea accelera producția de compuși ai medicamentelor
_ Celulele marine de burete în 3D ar putea crește producția de compuși de droguri
Există peste 9.000 de specii de bureți marini (Phylum Porifera) în întreaga lume, care sunt o sursă de produse naturale noi. Conțin agenți chimici promițători care pot fi utili în combaterea cancerului, a COVID-19 și a bacteriilor Stafilococ rezistente la antibiotice. Aceste substanțe chimice interacționează cu molecule care au fost conservate de-a lungul istoriei evoluției și sunt implicate în procesele bolii umane, de exemplu, ciclul celular, răspunsurile imune și inflamatorii și reglarea calciului și a sodiului.
Din păcate, mulți bureți relevanți din punct de vedere farmaceutic. se găsesc doar în urme în buretele sursă și nu este fezabil nici din punct de vedere economic, nici ecologic să se recolteze suficientă biomasă de burete sălbatic pentru a furniza cantitățile necesare pentru dezvoltarea și fabricarea clinică a medicamentelor.
Cercetătorii de la Florida Atlantic University's Harbour. Filiala Institutul Oceanografic a venit cu o soluție viabilă. Ei au realizat anterior o descoperire revoluționară pentru biotehnologia marine prin crearea unei culturi de celule de nevertebrate marine (burete) folosind un mediu nutritiv optimizat pentru a dezvolta linii celulare de burete și diviziune rapidă. Înainte de această descoperire, liniile celulare de nevertebrate marine nu existau.
Acum, pentru prima dată, oamenii de știință de la FAU Harbour Branch au dus această cercetare de ultimă oră la un nou nivel prin cultivarea cu succes a celulelor bureților în 3D . Celulele din cultura 2D prezintă diferite caracteristici biologice și fiziologice, iar interacțiunile și funcțiile lor, care joacă un rol cheie în aceste caracteristici, sunt limitate în cultura 2D. Noua metodă 3D reprezintă mai bine modul în care celulele de burete funcționează în natură și va ajuta la creșterea producției de biomasă de burete și metaboliți bioactivi.
Buretele marin Geodia neptuni, găsit în Caraibe, a fost selectat pentru acest studiu pentru a să demonstreze dovada de concept a metodelor de cultură 3D. Cercetătorii au evaluat celulele burete cultivate în trei substraturi 3D: discuri FibraCel, straturi subțiri de hidrogel și micropicături de gel, cu scopul de a aplica una sau mai multe dintre aceste metode pentru a crește producția.
Rezultatele, publicate în jurnal. Marine Drugs, a arătat că nutrienții și produsele din burete difuzează rapid în și în afara matricei 3D și că micropicăturile de gel pot fi extinse în baloane rotative; iar celulele și/sau produsele secretate pot fi recuperate cu ușurință. Oamenii de știință de la FAU Harbour Branch își continuă cercetările privind extinderea și producția în laborator.
„Cultivarea in vitro a celulelor burete este o opțiune biologică incitantă și alternativă pentru producerea de biomasă sau metaboliți bioactivi”, a spus Shirley. Pomponi, Ph.D., autor principal, profesor de cercetare la FAU Harbour Branch și fost director executiv al National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Cooperative Institute for Ocean Exploration, Research and Technology. „Datorită organizării lor celulare, bureții pot fi disociați în celule care se vor reagrega și se diferențiază pentru a forma un burete funcțional. Mai mult, cultura celulară ne permite să controlăm cu precizie variabilele de mediu și să selectăm sau să optimizăm condițiile care favorizează creșterea producției de biomasă și/sau bioactiv. metaboliți.”
Deși acvacultura în mare a bureților întregi sau a „explantelor” (fragmentelor) de burete a avut succes pentru un număr limitat de specii, incapacitatea de a controla condițiile de mediu, cum ar fi evenimentele meteorologice extreme și înflorirea algelor dăunătoare face ca acvacultura în mare să fie o opțiune biologică mai puțin dorită.
„Cultivarea celulelor de bureți marin prezintă unele provocări unice, de exemplu, bureții marini necesită salinități mari, care pot preveni hidrogelurile în care sămânța celulele să se solidifice corespunzător”, a spus Pomponi. „În plus, multe hidrogeluri necesită perioade de întărire la temperaturi ridicate care sunt letale pentru celulele burete”.
De ani de zile, oamenii de știință de la FAU Harbour Branch au colectat organisme marine neobișnuite - multe dintre ele din habitate de apă adâncă. Majoritatea probelor provin în principal din Oceanul Atlantic și Caraibe; altele au venit din Galapagos, Pacificul de Vest, Marea Mediterană, Indo-Pacific, Africa de Vest și Marea Bering.
Pomponi și echipa ei au înființat o biobancă de celule crioconservate din peste 200 de bureți individuali, reprezentând mai mult peste 50 de specii, 26 de familii, 15 ordine și două clase de bureți de mică adâncime și de adâncime. Aceasta este prima biobancă de celule vii de nevertebrate marine. Acesta este utilizat pentru a sprijini cercetarea în curs de dezvoltare a medicamentelor derivate din bureți, precum și restaurarea habitatului și alte aplicații ale biotehnologiei.
„Efectuăm cercetări pentru a extinde aceste metode 3D pentru a le crește utilitatea pentru producție. de substanțe chimice derivate din bureți cu aplicații pentru sănătatea umană”, a spus Pomponi.
Co-autorii studiului sunt prima autoare Elizabeth Urban-Gedamke, tehnician de cercetare; Megan Conkling, Ph.D. student și coordonator de cercetare de laborator; Peter J. McCarthy, Ph.D., director asociat pentru educație și profesor de cercetare; și Paul S. Wills, Ph.D., director asociat pentru cercetare și profesor de cercetare, toate la FAU Harbour Branch.
Comentarii:
Adauga Comentariu