1 Cell and Tissue Engineering CHEM E3225 Home Exam / Kotitentti You can answer in Finnish, Swedish or English Length of home exam answers (ie. each individual answer).: 700-1000 words /answer MINIMUM you can write a longer answer, but the maximum is 2500 words. (Exceptions are the lab summaries for which 500 words is enough as a summary) If you have missed any of the following : Lab 20.1., lab 27.1., visit to FBS 3.2. or seminar 10.2. you must ANSWER the equivalent number of extra QUESTIONS THESE ARE AT THE END numbers 17-20. The requirement for these is 2500 words. If you have missed the required events, and you do not complete additional questions, you will be deducted 5 points for each absence. (ps. we have kept a record /will keep a record of absences) Font: Times New Roman or equivalent (12 point or 11 point) Line spacing 1,5 Return for assessment via the MyCourses portal Deadline is 10.3.2016 Assessment criteria of the home exam and the chapters of the book (Lanza) are below. You can also use other chapters in the book (Lanza), as well as in the book by Birla. If you wish to refer also to articles, that is ok, but your text should mainly be based on the books. BOOK 1: Chapters from the book Introduction to Tissue Engineering: Applications and Challenges (Birla, R.) (e-book, pdf can be downloaded, saved, printed ) (approx. 70 pages you can download each chapter separately) http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781118886410 Chapter 1: Introduction to Tissue Engineering Chapter 2: Cells for Tissue Engineering BOOK 2: Chapters: from the book Principles of Tissue Engineering ( Lanza et al.) (e-book, pdf can be downloaded, saved, printed ) (approx. 200 pages you can download each chapter separately) http://www.sciencedirect.com.libproxy.aalto.fi/science/book/9780123983589 Introduction to tissue engineering Chapter 4: Stem Cells as Building Blocks Part 1: Chapter 7: Molecular Biology of the Cell Chapter 9: The Dynamics of Cell-ECM Interactions, with Implications for Tissue Engineering Part 2: Chapter 13: Engineering Functional Tissues: In vitro Culture Parameters Chapter 14: Principles of Bioreactor Design for Tissue Engineering Part 6: Chapter 30: Induced Pluripotent Stem Cells
2 Chapter 31: Stem Cells in Tissue Engineering Part 22: Chapter 88: Ethical Issues AND 3 of the following from the Projects (exclude your own project): Part 11: Chp 46: Hepatic Tissue Engineering Part 14: Chp 56 Tissue Engineering for Regeneration and Replacement of the Intervertebral Disc Part 17: Chp 71: Tissue engineering: Oral and Maxillofacial targets Part 20: Chp 79 Prospects for In Vitro Cultured Meat A Future Harvest NOTE: Some of the questions ask you to give an account of a figure or a table. You should not repeat the figure legend, rather you should explain what goes on in the figure / picture based on the text in the book. The Figures have been uploaded to the end of this document. You can also download them directly form the electronic copy of Lanza. Joissakin kysymyksissä pyydetään selittämään kuvaa tai taulukkoa. Tarkoituksena EI ole että toistat kuvatekstiä, vaan että selität kuvan auki kirjassa olevan tekstin mukaan. Tämän kysymyspaperin lopussa on myös kuvat, mutta voit ladata ne myös suoraan Lanzan kirjasta elektronisesta versiosta. QUESTIONS / KYSYMYKSET 1. Present the classification of stem cells and their differentiation. Give a more specific account of mesenchymal stem cells. Esitä kantasolujen luokittelu ja niiden erilaistuminen. Tarkastele syvällisemmin mesenkymaalisia kantasoluja. 2. Describe autocrine, paracrine, endocrine and contact dependent signaling between cells and present the ways in which cells attach to each other and to the ECM and the BM Selitä mitä tarkoittaa autocrine, paracrine, endocrine and contact dependent signalointi solujen välillä ja esitä miten solut ovat yhteydessä (=toisissaan kiinni) sekä yhteydessä (=sidoksissa) ECM ja BM rakenteisiin. 3. Give an account of Figure 4.1. (explain the figure based on the text) (Introduction, Chapter 4, Lanza) Selitä kuva 4.1. 4. Present the reprogramming of cells into ipsc and summarize some key problems (you can also use chapter 7 Molecular biology of the cell in addition to the chapter on ipsc) Esitä solujen uudelleen ohjelmointi ipsc soluiksi ja tee yhteenveto keskeisimmistä haasteista ( voit myös käyttää materiaalina lukua 7 Molecular biology of the Cell ipsc:tä käsittelevän luvun lisäksi. )
3 5. Give an account of Figure 9.2. (explain the figure based on the text) (Part 1, Chapter 9, Lanza) Selitä kuva 9.2. _ 6. Give an account of the picture in power point number 19 from the lecture on 25.1. Selitä power pointissa nro 19 esitetty kuva, luento 25.1. 7. Give an account of Figure 13.2. (explain the figure based on the text) Selitä kuva 13.2. 8. Choose three (3) physiological phenomena from table 14.1. (Part 2, Chapter 14, Lanza) and present and discuss what physiological/biological cue they have, what should be noted in Bioreactor design/choice and why? Valitse taulukosta 14.1. kolme fysiologista tapahtumaa ja esitä ja pohdi mikä niiden fysiologinen merkitys on, ja mitä niiden osalta tulisi huomioida kun valitaan /suunnitellaan käytettävää Bioreaktoria ja miksi? 9. Summary of the SOP workshop 13.1.2016 (use the manuals and your notes as materials) Esitä yhteenveto SOP työpajasta 13.1.2016 (käytä manuaaleja ja omia muistiinpanoja) 10. Summary of the Laboratory demonstration on 20.1.2016 (use your notes and the protocols as materials) 500 words is enough Esitä yhteenveto Laboratorio demonstraatiosta 20.1.2016 ( käytä omia muistiinpanojasi ja työohjeita) 500 sanaa riittää. 11. Summary of the Laboratory demonstration on 27.1.2016 (use your notes and the protocols as materials). 500 words is enough. Esitä yhteenveto Laboratorio demonstraatiosta 27.1.2016 (käytä omia muistiinpanojasi ja työohjeita). 500 sanaa riittää. 12. Summary of the lectures/the visit at the Finnish Blood Service on 3.2.2016 (use your notes and suitable parts of the book by Lanza and Birla)
4 Esitä yhteenveto luennoista/vierailusta Suomen Veripalvelussa 3.2.2016 (käytä omia muistiinpanoja ja Lanzan ja Birlan kirjoja soveltuvin osin) Questions on project topics: Answer three of the following (exclude your own project). Use your own notes from 10.2. seminars as well as the book chapters mentioned above: Vastaa kolmeen alla olevista kysymyksistä (ei omaan projektiin liittyvään). Käytä omia muistiinpanojasi ja suositeltuja kirjan lukuja (yllä). 13. How feasible is it to generate a tissue engineered liver? What are the major obstacles or are there some issues in favor of such an approach/or need (biological, ethical, regulatory, financial)? Miten mahdollista on tuottaa kudosteknologinen maksa? Mitkä ovat suurimmat esteet tai onko joitakin tekijöitä jotka puoltavat onnistumista / tarpeellisuutta (biologiset, eettiset, regulatoriset, taloudelliset )? 14. How feasible is it to generate a tissue engineered substitute for Oral targets? What are the major obstacles or are there some issues in favor of such an approach (biological, ethical, regulatory, financial)? Miten mahdollista on tuottaa kudosteknologinen korvike suun ja leuan alueen vauriolle? Mitkä ovat suurimmat esteet tai onko joitakin tekijöitä jotka puoltavat onnistumista / tarpeellisuutta (biologiset, eettiset, regulatoriset, taloudelliset )? 15. How feasible is it to generate a tissue engineered vertebral disc? What are the major obstacles or are there some issues in favor of such an approach (biological, ethical, regulatory, financial )? Miten mahdollista on tuottaa kudosteknologinen välilevy? Mitkä ovat suurimmat esteet tai onko joitakin tekijöitä jotka puoltavat onnistumista / tarpeellisuutta (biologiset, eettiset, regulatoriset, taloudelliset )? 16. How feasible is it to generate tissue engineered food? What are the major obstacles or are there some issues in favor of such an approach (biological, ethical, regulatory, financial )? Miten mahdollista on tuottaa kudosteknologinen korvike elintarvikkeille? Mitkä ovat suurimmat esteet tai onko joitakin tekijöitä jotka puoltavat onnistumista / tarpeellisuutta (biologiset, eettiset, regulatoriset, taloudelliset )?
5 ADDITIONAL QUESTIONS Additional questions Lisäkysymyksiä if you have missed any of the following (20.1., 27.1., 3.2. or 10.2.). and you do not complete additional questions, you will be deducted 5 points for each absence. (ps. we have kept a record /will keep a record of absences) NOTE: The required length of these is 2500 words: Absence 20.1. lab: 17. Mycoplasma as a contaminant of cell cultures describe the physiology and structure of this microbe and why it is so difficult to eliminate? Mycoplasma soluviljelmien kontaminanttina esitä tämän mikrobin fysiologia ja rakenne ja miksi siitä on niin vaikeaa päästä eroon? Absence 27.1. lab 18. Describe the cellular events leading to apoptosis Esitä apoptoosiin johtavat solutason tapahtumat Absence 3.2. (FBS visit) 19. Describe the use of stem cell therapy in the treatment of Graft versus host disease (FBS cell production center activities ) Esitä kantasolujen käyttö hyljintäreaktioiden ennalta ehkäisyssä/hoidossa (Suomen Veripalvelun solutuotantokeskuksen toiminta) 20. Absence 10.2. seminar Present the use of cell in the production of tissue engineered skin and skin substitutes. Esitä solujen käyttö kudosteknologisen ihon ja ihon korvikkeiden tuotossa.
6 Figure 4.1. Figure 9.2
7 Power point number 19, lecture 25.1. Figure 13.5.