Realistic high-definition image of a new microfluidic device that enhances the safety of cell therapy

Sanomumas: Mokslininkai iš MIT ir Singapūro-MIT Alianso mokslo ir technologijų srityje sukūrė novatorišką mikrofluidinių kanalėlių įtaisą, kuris gali pagerinti ląstelių terapijos efektyvumą ir saugumą, išskirdami nepakankamai diferencijuotas ląsteles iš ląstelių terapijai naudojamų mišinių.

Klinikinėje praktikoje, siekiant gydyti stuburo smegenų pažeidimus, pacientų odos ar kraujo ląstelės yra programuojamos į indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles. Po to šios ląstelės skatinamos virsti proginitorinėmis ląstelėmis ir įšvirkščiamos atgal į pacientą, siekiant atstatyti pažeistą stuburo smegenų dalį. Tačiau yra rizika, kad pluripotentinės kamieninės ląstelės, kurios nėra visiškai diferencijuotos, gali susidaryti navikus.

Naujai sukurtas įrenginys leidžia rūšiuoti daugiau nei 3 milijonus ląstelių per minutę be specialių chemikalų ir nekenkiant diferencijuotoms progenitorinėms ląstelėms. Eksperimento metu, naudojant keletą šių įrenginių, buvo įmanoma rūšiuoti daugiau nei 500 milijonų ląstelių per minutę.

Mikrofluidiniai kanalėliai, esantys ant plastikinio mikroschemos gabalėlio, sudaro įvesties angą, spiralinį taką ir išvestis, kuriose kaupiamos skirtingo dydžio ląstelės. Įtaisas panašus į centrifugą, bet nereikalauja žmogaus pagalbos ląstelių surinkimui.

Mokslininkų atradimai parodė, kad įrenginio našumą galima padidinti jį eksploatuojant du kartus: pradžioje – mažesniu greičiu, kad didesnės ląstelės liktų ant sienelių, o mažesnės būtų išskirtos, vėliau – didesniu greičiu didesnių ląstelių atskyrimui.

Šis tyrimas yra žingsnis į priekį ląstelių terapijos saugumo ir veiksmingumo srityje. Mokslininkų komanda dabar planuoja tęsti tyrimus didesnėse studijose ir gyvūnų modeliuose, norėdami nustatyti, ar išgrynintos ląstelės veikia geriau, kai yra įšvirkščiamos į gyvus organizmus.

DUK apie naują mikrofluidinių kanalėlių įtaisą

Kas yra mikrofluidinių kanalėlių įtaisas?
Mikrofluidinių kanalėlių įtaisas yra novatoriškas įrenginys, sukurtas MIT ir Singapūro-MIT Alianso mokslininkų, skirtas ląstelių terapijai. Jis leidžia efektyviai ir saugiai išskirti nepakankamai diferencijuotas ląsteles iš ląstelių terapijai naudojamų mišinių.

Kaip mikrofluidinių kanalėlių įtaisas naudojamas ląstelių terapijoje?
Ląstelių terapijoje indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės yra skatinamos tapti progenitorinėmis ląstelėmis, kurios paskui įšvirkščiamos atgal į pacientą stuburo smegenų pažeidimų gydymui. Mikrofluidinių kanalėlių įtaisas leidžia atskirti nepilnai diferencijuotas ląsteles, kurios gali sukelti riziką susidaryti navikams.

Koks yra naujojo įrenginio privalumas palyginus su kitomis ląstelių rūšiavimo metodikomis?
Naujasis įtaisas gali rūšiuoti ląsteles be specialių chemikalų, nepažeidžiant jau diferencijuotų progenitorinių ląstelių, ir jo apdorojimo greitis yra daug didesnis – daugiau nei 3 milijonai ląstelių per minutę.

Kaip veikia mikrofluidinių kanalėlių įtaisą?
Įtaisas susideda iš mikroschemos su įvesties anga, spiralinio tako ir išvesčių, kuriose renkamos skirtingo dydžio ląstelės. Veikimas panašus į centrifugą, bet nereikia žmogaus pagalbos ląstelių surinkimui.

Kokius eksperimento rezultatus parodė naujasis įrenginys?
Eksperimento metu įrenginio našumas buvo padidintas pasinaudojant dvigubu eksploatavimu: pradžioje mažesniu greičiu atskirti didesnes ląsteles, vėliau didesniu greičiu rūšiuoti likusias ląsteles. Tai leido per minutę apdoroti daugiau nei 500 milijonų ląstelių.

Kokie yra tolimesni šio tyrimo etapai?
Mokslininkų komanda planuoja tęsti tyrimus didesnėse studijose ir gyvūnų modeliuose, siekdami išsiaiškinti, ar išgrynintos ląstelės efektyviau veikia gyvuose organizmuose.

Apibrėžimai:
Indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės: ląstelės, kurios iš programuojamų suaugusio žmogaus ląstelių yra verčiamos į ląsteles, galinčias virsti bet kurio tipo ląstelėmis.
Progenitorinės ląstelės: ląstelės, kurios turi potencialą diferencijuotis į tam tikrus ląstelių tipus.
Diferencijuotos ląstelės: ląstelės, kurios jau turi aiškų specializuotą funkciją organizme.

Susijusios nuorodos:
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
– Singapūro-MIT Alianso mokslo ir technologijų srityje Singapore Institute of Technology