مطالعه پتانسيل تكثيري و تمايزي سلول‌هاي تك هسته‌اي خون بند ناف تكثير شده در بيوراكتور سوسپانسيوني مجهز به هم‌زن رفت و برگشتي

Evaluation of expansion and differentiation of cord blood hematopoietic cells expanded in suspension bioreactor with vertical agitation

چكيده سابقه و هدف سلول‌هاي بنيادي خون بند ناف، با تعداد بالاي سلول، كانديداهاي مناسبي براي پيوند در بيماري‌هاي خوش‌خيم و بدخيم مي‌باشند. اما اكثراً تعداد محدودي دارند بنابراين تكثير اين سلول‌ها در محيط آزمايشگاه با بيوراكتور سوسپانسيوني هم‌زن‌دار انجام شد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه كاربردي، سلول‌هاي تك هسته‌اي خون بند ناف به ميزان 106 × 07/1 سلول در ميلي‌ليتر در حجم 206 ميلي‌ليتر در بيوراكتور سوسپانسيوني با هم‌زن رفت و برگشتي و گروهي ديگر با همان تعداد در 2 ميلي‌ليتر محيط كشت داخل فلاسك كشت داده شدند. دوره كشت هر دو گروه 14 روز به طول انجاميد. در روزهاي 0 ، 3 ، 7 و 14 ، نمونه‌گيري انجام شده و سلول‌ها مورد آناليز قرار گرفتند. يافته‌ها در ابتداي كشت، سلول‌هاي تمايز يافته حذف(روز 3) و سپس تا هفته دوم، افزايش يافتند(به ترتيب در بيوراكتور از 106 * 42/0 در هر ميلي‌ليتر به 106 * 2/1 و در كشت استاتيك از 106 * 6/0 به 106 * 9/2 رسيدند). سلول‌هاي CD34+ پس از 14 روز، در بيوراكتور 86/6 برابر و در كشت استاتيك 07/1 برابر بود و نيز قدرت تشكيل كلني در بيوراكتور به طور معناداري افزايش داشت. نتيجه گيري سلول‌هاي بنيادي خونساز در اين بيوراكتور با حفظ خواص بنيادي تكثير مي‌يابند. با اين وجود، احتمالاً به دليل افزايش استرس برشي(Shear stress) در محيط، تعداد كل سلول‌ها افزايش نمي‌يابد و نيازمند مطالعه‌هاي بيشتر مي‌باشد.

Abstract Background and Objectives Umblical cord blood (UCB) hematopoietic stem cells having high cell counts are suitable candidates for benign and malignant disease transplantation but often UCBs have low counts. In this study, ex vivo expansion of these cells was performed using suspension bioreactor with vertical agitation. Materials and Methods UCB Mononuclear cells were cultured with 1.07 × 106 cells/ml density in total 206 ml of culture medium in the suspension bioreactor with vertical agitator; and the static group with same density was cultured in T-flasks for 14 days. At the days 0, 3, 7 and 14 of culture, sampling was performed for further analysis. Results During the 3 days of culture, differentiated cells were lost and then the number of cells increased again from 0.42 × 106 cells/ml up to 1.2 × 106 cells/ml and from 0.6 × 106 up to 2.9 × 106 in bioreactor and static culture, respectively. The percentage of CD34+ cells and colony forming potential significantly increased in bioreactor. Conclusions Hematopoietic stem cells in the bioreactor while retaining their self-potential are expanded. However, due to the increasing shear stress in the environment, the total number of cells did not increase. Therefore, further studies are required. Key words: Cord Blood, Hematopoietic Stem Cells, Bioreactors