נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
השפעת מידת המתקרילציה בג'לטין מתקרילאט על גידול תרביות תאים נוירונליות ממקור הומני במודלים ב-2 ו-3 מימדים.
The effect of gelatin methacrylate’s degree of methacrylation on human neural cultures in 2D and 3D models
תקציר בעיברית
לאחר פציעות בחוט השדרה (SCI), הרקמות מראות התחדשות מועטה עד לא קיימת. לכן, תחום הנדסת הרקמות פועל בשנים האחרונות ליצירת מודלים של חוט שדרה ספציפיים למטופל. עבור מודלים אלה, חשובה סביבה מותאמת בקפידה, המספקת תמיכה לגידול תאי והיווצרות רקמות באמצעות אותות מכניים וביוכימיים. ג'לטין מתאקרילט (GelMA) הוא אחד מהחומרים הביולוגיים המשמשים למודלים אלה, שכן הוא מכיל אתרי קישור רבים לתאים ובעל קשיחות משתנה. בפרויקט זה, תרבית תאים נוירונלית מסוג SH-SY5Y גודלה בדו ותלת מימד, בתוך ומעל הידרוג'לים המדמים סביבה תאית. בספרות קודמת נמצא כי נוירונים מעדיפים משטחים רכים והידרופיליים יותר, לכן התמקדנו בהפקת GelMA עם דרגות שונות של מתאקרילציה (DoM), תוך קביעת ה-DoM המתאים ביותר עבור נוירונים. ה-DoM השונים אופיינו על ידי ספקטרוסקופיה בH-NMR ובשיטה קולורימטרית. נותחו תכונות הביוחומר כגון הידרופוביות, ספיחת מים ודגרדציה. בסיום, תאים גודלו בתוך ההידרוג'ל ומעליו ונמדדה מידת החיות וההתפשטות שלהם. התוצאות הצביעו על כך שתאי SH-SY5Y התרבו והתפשטו יותר ב-DoM גבוה יותר (8% (v/v)) ביחס לאלו הנמוכים יותר שנבדקו (0.5,2% (v/v)). תוצאות אלו מצביעות על כך שניתן להשתמש בתאים אלו למידול ראשוני, אך לא קיים דמיון מלא לאופיו העדין של תאים הומניים ממויינים.
תקציר באנגלית
Spinal cord injuries (SCI), exhibit little to no regeneration. Therefore, the tissue engineering field has been attempting to create patient-specific spinal cord models. For these models, a carefully tailored microenvironment is important, providing support for cellular growth and tissue formation using mechanical and biochemical cues. Gelatin methacrylate (GelMA) is one of the biomaterials used for these models as it contains cell adhesion sites, can be degraded by cells and its stiffness is tunable. In our work, neuronal cell line, SH-SY5Y was cultured in 2D and 3D GelMA hydrogels simulating a natural cellular environment in vitro. Neurons were generally found to prefer softer and more hydrophilic surfaces, therefore in this study we focused on the tunability of GelMA, fabricating biomaterials with differing degrees of methacrylation (DoM), determining the most suitable DoM for neural cells. The DoM was characterized by 1H-NMR spectroscopy and a colorimetric method. Furthermore, biomaterial features such as hydrophobicity, swelling and degradation were analyzed. Lastly, cells were cultured within and on top the hydrogel and their viability and spreading were measured. Results indicated SH-SY5Y cells proliferated and spread more in higher DoM (8% (v/v)) rather than the lower ones tested (0.5,2% (v/v)). These results indicate that cell lines may be used for primary modeling but still do not closely resemble the delicate nature of primary or human differentiated cells.