3 d海绵细胞成功地培养

有超过9000种的海洋海绵(门海绵动物门)在世界范围内,这是一个新颖的天然产品的来源。它们包含有前途的化学药剂在抗击癌症可能有用,COVID-19和耐药性葡萄球菌细菌。这些化学物质相互作用分子一直保存在进化历史和参与人类疾病的过程,例如,细胞循环、免疫和炎症反应,钙和钠的监管。

不幸的是,许多医学相关的海绵中只有微量源海绵,它既不经济也不收获足够的野生生态可行的海绵生物提供必要的临床药物开发和生产的数量。

佛罗里达大西洋大学的港口分支海洋学院的研究人员已经提出了一个可行的解决方案。他们以前取得了一个突破性的发现海洋生物技术通过创建一个海洋无脊椎动物(海绵)细胞培养使用一个优化营养培养基开发海绵细胞系和快速分裂。这个发现之前,海洋无脊椎动物细胞系并不存在。

现在,第一次,能力港口分支科学家们采取这一前沿研究新水平,成功地培养海绵细胞在3 d。细胞在2 d文化表现出不同的生物和生理特征及其相互作用和功能,在这些特点发挥关键作用,在2 d文化中是有限的。新的3 d方法更好地代表海绵细胞如何在自然界中的作用,将有助于扩大生产海绵生物量和生物活性代谢物。

海洋海绵Geodia neptuni本研究发现在加勒比海被选为展示3 d文化的概念验证方法。研究人员评估海绵在三个三维基质细胞培养:FibraCel®磁盘,薄水凝胶层,和凝胶microdroplets,应用一个或多个方法的目标来扩大生产。

结果,发表在《华尔街日报》海洋药物表明,营养和海绵产品迅速扩散的三维矩阵,可以扩大凝胶microdroplets转轮烧瓶,和分泌细胞和/或产品可以很容易地恢复。科学家正在继续他们的研究能力港口分支在实验室扩大和生产。

”在体外海绵细胞的培养是一个令人兴奋的和替代生物选择生物或生物活性代谢产物的生产,”资深作者雪莉Pomponi博士说,研究教授能力港口分支执行董事、前美国国家海洋和大气管理局(NOAA)合作研究所海洋探索、研究和技术。”因为他们的细胞组织,海绵可以分离成细胞reaggregate和分化形成功能性海绵。此外,细胞培养使我们能够精确地控制环境变量和选择或优化条件,有利于增加生物量和/或生物活性代谢产物的生产。”

尽管在海洋水产养殖的整个海绵或海绵“外植体”(片段)已经成功有限数量的物种,不能控制环境条件,如极端天气事件和有害藻华使得海洋水产养殖不太理想的生物选择。

“海洋海绵细胞培养提出了一些独特的挑战,例如,海洋海绵需要高矿化度,可以防止我们种子细胞的水凝胶固化得当,“Pomponi说。“此外,许多水凝胶需要固化时间在高温下致命的海绵细胞。”

多年来,科学家们能力港口分支已经收集罕见的海洋生物——其中有很多囚犯来自深海的栖息地。大多数的样本主要来自大西洋和加勒比海周围;其他人来自加拉帕戈斯群岛,西太平洋,地中海、印度太平洋、非洲西部和白令海。

Pomponi和她的团队已经建立了一个生物的冻存细胞超过200个人海绵,代表50多个物种,26个家庭,15个订单,和两类浅和深海海绵。这是第一个生物信息库的生活海洋无脊椎动物细胞。它被用来支持正在进行的研究sponge-derived药物开发,以及栖息地恢复和其他生物技术的应用程序。

“我们正在研究扩大这些3 d的方法来提高其效用sponge-derived化学物质的产生与人类健康应用程序,”Pomponi说。

参考:Urban-Gedamke E,康克林M,麦卡锡PJ,遗嘱PS, Pomponi SA。三维培养海洋海绵细胞生物活性化合物的生产。海洋药物。2021;19 (10):569。doi:10.3390 / md19100569

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