Nova naprava izboljšuje pridobivanje matičnih celic za zdravljenje Alzheimerjeve bolezni

Raziskovalci na Švedskem pravijo, da so izpopolnili tehniko za pretvorbo navadnih kožnih celic v nevronske matične celice, kar jih po njihovih besedah približuje cenovno dostopnim personaliziranim celičnim terapijam za Alzheimerjevo in Parkinsonovobolezen.

Raziskovalna skupina je z uporabo posebej zasnovane mikrofluidne naprave razvila doslej neviden in pospešen pristop k reprogramiranju človeških kožnih celic v inducirane pluripotentne matične celice (iPSC) in nato njihovo pretvorbo v nevronske matične celice.

Prvi avtor študije, Saumya Jain, pravi, da bi platforma lahko izboljšala in znižala stroške celične terapije, saj bi celice postale bolj združljive in bolj sprejemljive s strani bolnikovega telesa. Študijo so v reviji Advanced Science objavili znanstveniki s Kraljevega tehnološkega inštituta KTH.

Anna Herland, višja avtorica študije, je povedala, da je študija pokazala prvo uporabo mikrofluidike za usmerjanje iPSC, da postanejo nevronske matične celice.

Nevronske matične celice, diferencirane z uporabo mikrofluidne platforme. Foto: Kraljevi tehnološki inštitut KTH

Preobrazba normalnih celic v nevronske matične celice je pravzaprav dvostopenjski proces. Najprej so celice izpostavljene biokemičnim signalom, ki jih spodbudijo, da postanejo pluripotentne matične celice (iPSC), ki lahko ustvarijo različne vrste celic.

Nato se prenesejo v kulturo, ki posnema signale in razvojne procese, povezane z oblikovanjem živčnega sistema. Ta korak, imenovan nevronska diferenciacija, preusmeri celice v smeri, da postanejo nevronske matične celice.

V zadnjem desetletju se je laboratorijsko okolje za tovrstno delo postopoma preusmerilo od tradicionalnih tablet k mikrofluidnim napravam. Herland pravi, da nova platforma predstavlja izboljšavo mikrofluidike za oba koraka: generiranje iPSC in diferenciacijo nevronskih matičnih celic.

Z uporabo celic iz biopsij človeške kože so raziskovalci ugotovili, da je mikrofluidna platforma pospešila zavezanost celic nevronski usodi v zgodnejši fazi v primerjavi s tistimi, ki so se diferencirale v običajnih ploščah.

"Dokumentirali smo, da omejeno okolje mikrofluidne platforme povečuje zavezanost ustvarjanju nevronskih matičnih celic," pravi Herland.

Pogled od blizu na mikrofluidni čip, ki se uporablja za indukcijo matičnih celic. Foto: Kraljevi tehnološki inštitut KTH

Jain pravi, da je mikrofluidni čip enostavno izdelati z uporabo polidimetilsiloksana (PDMS), njegova mikroskopska velikost pa omogoča znatne prihranke pri reagentih in celičnem materialu.

Platformo je mogoče enostavno prilagoditi, da se prilagodi diferenciaciji v druge tipe celic, dodaja. Avtomatizira se lahko, kar zagotavlja zaprt sistem, ki zagotavlja doslednost in zanesljivost pri proizvodnji zelo homogenih celičnih populacij.

Pregled študije, vključno z izdelavo naprave, reprogramiranjem somatskih celic v inducirane pluripotentne matične celice (iPSC) in nevronsko indukcijo iPSC z uporabo protokola dvojne inhibicije SMAD za ustvarjanje nevronskih matičnih celic.
A) Postopek izdelave mikrofluidne naprave z 0,4 mm in 0,6 mm visokimi kanali za reprogramiranje somatskih celic (R) oziroma nevronsko indukcijo (N). Prostornine kanalov in skupna prostornina so navedene v tabeli.
B) Pregled postopka reprogramiranja somatskih celic v iPSC na mikrofluidnih napravah in ploščah z uporabo transfekcije mRNA.
C) Pregled postopka nevronske indukcije iPSC v nevronske matične celice na mikrofluidnih napravah in ploščah z uporabo protokola dvojne inhibicije SMAD.
Vir: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

"To je korak k temu, da bi bile personalizirane celične terapije za Alzheimerjevo in Parkinsonovo bolezen dostopne," dodaja Jain.

V študiji so sodelovali tudi znanstveniki iz Karolinskega inštituta in Univerze v Lundu, ki so sodelovali v konzorciju IndiCell.