Naslov Trodimenzionalni stanični modeli središnjeg živčanog sustava
Naslov (engleski) Three- dimensional cell models of the central nervous system
Autor Nikolina Miščević
Mentor Jelena Ban (mentor)
Član povjerenstva Željka Maglica (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Mladen Merćep (član povjerenstva)
Član povjerenstva Jelena Ban (član povjerenstva)
Član povjerenstva Anđelka Radojčić-Badovinac (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Rijeci (Fakultet biotehnologije i razvoja lijekova) Rijeka
Datum i država obrane 2023-09-21, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOTEHNIČKE ZNANOSTI Biotehnologija
Sažetak Povećanje stope smrtnosti na globalnoj razini uzrokovane
neurodegenerativnim bolestima potaknulo je svijet znanosti na kreiranje
znanstvene metode dovoljno jednostavne za izradu, a pritom dovoljno
kompleksne za obuhvaćanje karakteristika središnjeg živčanog sustava
(SŽS). Neadekvatnost postojećih životinjskih i dvodimenzionalnih (2D)
modela korištenih za ispitivanje složenosti patogeneza bolesti koje
zahvaćaju SŽS dovela je do razvoja trodimenzionalnih (3D) staničnih
kultura.
3D stanični modeli SŽS-a generiraju se iz pluripotentnih stanica koje se
daljnjim usmjeravanjem diferenciraju u neurone, astrocite ili
oligodendrocite. Navedene pluripotentne stanice uključuju embrionalne i
neuralne matične stanice, ali i umjetno inducirane pluripotentne matične
stanice. Nakon što su stanice prikupljene iz embrionalnih tkiva ili pak
zdravih ili bolesnih odraslih jedinki, kultiviraju se in vitro u odgovarajućim
uvjetima kako bi se osigurao razvoj, rast i daljnja proliferacija. Ovisno o
kojim stanicama je riječ, dovode se pripadni faktori u staničnu kulturu koji
potiču diferencijaciju stanica do vrste potrebne za istraživanje. 3D modeli
nadalje se formiraju sa ili bez nosača prirodnog ili sintetskog podrijetla koji
može služiti kao strukturna potpora kultiviranim stanicama. Materijali
korišteni nužno moraju biti biokompatibilni kako ne bi došlo do negativnih
utjecaja na stanice kulture ili pak živi organizam.
Laboratorijska metoda izrade 3D modela SŽS-a koristi se u svrhe
proučavanja mehanizama neurodegenerativnih poremećaja te njihovih
nastanaka i napredovanja u organizmu. Izrada modela mehanizama raka
koji pogađaju stanice SŽS-a te ispitivanje potencijalnih farmakoterapija
također ulaze u repertoar uloga koje obnašaju 3D stanični modeli. Od
samoformirajućih sferoida do sofisticiranih organa na čipu, 3D modeli SŽSa odlikuju se različitim stupnjem uniformnosti bioloških karakteristika.
Glavni cilj pri izradi ovih modela je stvoriti sustav što autentičniji stanicama
i tkivima in vivo. Usprkos jedinstvenim svojstvima, 3D modeli odlikuju se i
manjkavostima poput nedostatka vaskularizacije te visokim troškom
proizvodnje usporedno s 2D modelima. 3D staničnim modelima potrebno
je usavršavanje no unatoč tomu od svoje prve uporabe predstavljaju
ulaznicu u svijet istraživanja složeno dizajniranog ljudskog živčanog
sustava.
Sažetak (engleski) The increase in the global mortality rate caused by neurodegenerative
diseases has prompted the world of science to create a scientific method
that is simple enough to create, yet complex enough to capture the
characteristics of the central nervous system (CNS). The inadequacy of
existing animal and two-dimensional (2D) models used to investigate the
complexity of the pathogenesis of diseases affecting the CNS led to the
development of three-dimensional (3D) cell cultures.
3D cell models of the CNS are generated from pluripotent cells, which are
differentiated into neurons, astrocytes or oligodendrocytes by further
targeting. Pluripotent cells include embryonic and neural stem cells, but
also artificially induced pluripotent stem cells. After the cells have been
collected from embryonic tissues or from healthy or diseased adults, they
are cultivated in vitro under appropriate conditions to ensure development,
growth and further proliferation. Depending on the cells in question,
relevant factors are brought into the cell culture that stimulate the
differentiation of the cells to the type required for research. 3D models are
further formed with or without scaffolds of natural or synthetic origin that
can serve as structural support for cultured cells. The materials used must
necessarily be biocompatible so that there is no adverse interaction with
cultured cells or a living organism.
The laboratory method of creating 3D models of the CNS is used for the
purpose of studying the mechanisms of neurodegenerative disorders and
their development as well as progression in the body. The development of
models of cancer mechanisms that affect the cells of the CNS and the
examination of potential pharmacotherapies also enter the repertoire of
roles played by 3D cell models. From self-forming spheroids to
sophisticated organs-on-a-chip, 3D models of the CNS are characterized by
varying degrees of uniformity of biological characteristics. The main goal
when creating these models is to create a system as authentic as possible
to cells and tissues in vivo. Despite their unique properties, 3D models are
also characterized by shortcomings such as the lack of vascularization and
the high cost of production compared to 2D models. 3D cell models need
improvement, but despite this, since their first use, they represent a ticket
to the world of research into the complexly designed human nervous
system.
Ključne riječi
matične stanice
središnji živčani sustav
trodimenzionalni stanični model
biomaterijal
biokompatibilnost
Ključne riječi (engleski)
stem cells
central nervous system
three-dimensional cell model
biomaterial
biocompatibility
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:193:023123
Studijski program Naziv: Biotehnologija i istraživanje lijekova Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: preddiplomski Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica biotehnologije i istraživanja lijekova (univ. bacc. biotechn. et pharm. inv.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2023-10-12 12:10:47