Miðbiksmat í lífverkfræði - Adrianna Milewska

Titill: Greining á sérhæfingu mesenkímal stofnfruma með yfirborðsmögnun Raman ljósdreifingar

Doktorsefni: Adrianna Milewska

Doktorsnefnd: Ólafur E. Sigurjónsson, prófessor við Háskólann í Reykjavík og forstöðumaður rannsókna og nýsköpunar og stofnfrumuvinnslu Blóðbankans
Kristján Leósson, þróunarstjóri DT-Equipment ehf
Unnar B. Arnalds, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Sigurður Brynjólfsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild Háskóla Íslands

Ágrip

Mesenkímal stofnfrumur er sú frumutegund sem hefur vakið hvað mesta von vegna notkunar í genameðferð við beinviðgerðir. Þarf af leiðandi er mikilvægt að auka skilning á því hvernig mesenkímal stofnfrumur sérhæfast yfir í beinfrumur og aðra skylda vefi. Mesenkímal stofnfrumur eru fjölbreytilegur hópur af frumum sem samanstendur bæði af stofnfrumum, forverafrumum og sérhæfðum frumum. Mikilvægt er að þróa leiðir til að greina á milli þessara frumuhópa og hvernig þeir sérhæfast með aðferðurm sem skemma ekki frumurnar og hafa sem minnst áhrif á sérhæfingu þeirra. Yfirborðsmögnun á Raman ljósdreifingu (SERS) er ein nákvæmasta aðferðin til að framkvæma efnagreiningar í stökum frumum án þess að merkja þurfi efnin sérstaklega. Yfirborðsmögnun má fá fram með því að blanda málmnanóögnum út í frumuæti eða með því að rækta frumur beint á málmyfirborð sem gefur slíka mögnun. Ýmis vandamál fylgja notkun á nanóögnum og upptaka þeirra getur einnig breytt ástandi frumanna. Sérstaklega mótuð málmyfirborð hafa á hinn bóginn ekki áhrif á frumurnar sjálfar en takmarka mögnunarsviðið við þann hluta frumunnar sem liggur næst yfirborðinu. Til þess að gera greiningar á frumum á slíkum yfirborðum mögulegar er nauðsynlegt að hanna og framleiða yfirborð sem sýna nægilega mikla rafsviðsmögnun sem einnig þarf að vera hlutfallslega jöfn yfir allt yfirborðið, auk þess að tryggja eðlilegan frumuvöxt. Margar leiðir hafa verið farnar til að besta eiginleika SERS yfirborða, sérstaklega með tilliti til hámarksmögnunar, með því að stýra lögun og stærð yfirborðsmótunarinnar. Þessar leiðir eru þó í flestum tilfellum of flóknar og kostnaðarsamar til að raunhæft sé að nýta þær til að fá fram jafna dreifingu rafsviðsmögnunar yfir stærri yfirborð, auk þess sem þær gefa í mörgum tilfellum yfirborð sem henta illa fyrir frumuræktun. Í fyrirlestrinum verða kynntar nýjar aðferðir sem þróaðar hafa verið innan verkefnisins sem gera framleiðslu á SERS yfirborðum á stærri skala mögulegar, með því að nota endurtekna málmhúðun og hitameðhöndlun. Til að sýna fram á notagildi þessara aðferða hafa yfirborðin verið notuð til ræktunar á mesenkímal stofnfrumum og efnagreining á þeim hefur verið framkvæmd á ólíkum stigum sérhæfingar. Niðurstöður benda eindregið til þess að nýta megi slík yfirborð til að fylgjast með þróun efnabreytinga í frumum, án þess að meðhöndla þurfi frumurnar sjálfar á nokkurn hátt.