Pinapabuti ng bagong device ang pagbuo ng stem cell para sa Alzheimer's therapy

Sinasabi ng mga mananaliksik sa Sweden na naperpekto nila ang isang pamamaraan para sa pag-convert ng mga ordinaryong selula ng balat sa mga neural stem cell, na sinasabi nilang naglalapit sa kanila sa abot-kayang mga personalized na cell therapy para sa Alzheimer's at Parkinson'sdisease.

Gamit ang isang custom-designed microfluidic device, ang research team ay nakabuo ng isang hindi pa nagagawa at pinabilis na diskarte sa reprogramming ng mga cell ng balat ng tao sa mga induced pluripotent stem cell (iPSCs) at pagkatapos ay i-convert ang mga ito sa neural stem cell.

Ang unang may-akda ng pag-aaral, si Saumya Jain, ay nagsabi na ang platform ay maaaring mapabuti at mabawasan ang gastos ng cell therapy sa pamamagitan ng paggawa ng mga cell na mas tugma at tinatanggap ng katawan ng pasyente. Ang pag-aaral ay nai-publish sa journal Advanced Science ng mga siyentipiko mula sa KTH Royal Institute of Technology.

Sinabi ni Anna Herland, senior author ng pag-aaral, na ipinakita ng pag-aaral ang unang paggamit ng microfluidics upang idirekta ang mga iPSC na maging neural stem cell.

Ang mga neural stem cell ay naiiba gamit ang isang microfluidic platform. Larawan: KTH Royal Institute of Technology

Ang pagbabagong-anyo ng mga normal na selula sa mga neural stem cell ay talagang isang dalawang hakbang na proseso. Una, ang mga cell ay nakalantad sa mga biochemical signal na nag-uudyok sa kanila na maging pluripotent stem cells (iPSCs), na maaaring makabuo ng iba't ibang uri ng mga cell.

Pagkatapos ay inilipat sila sa isang kultura na ginagaya ang mga signal at mga proseso ng pag-unlad na kasangkot sa pagbuo ng nervous system. Ang hakbang na ito, na tinatawag na neural differentiation, ay nagre-redirect sa mga cell patungo sa pagiging neural stem cell.

Sa nakalipas na dekada, ang kapaligiran ng lab para sa ganitong uri ng trabaho ay unti-unting lumipat mula sa tradisyonal na mga tablet patungo sa mga microfluidic device. Sinabi ni Herland na ang bagong platform ay kumakatawan sa isang pagpapabuti sa microfluidics para sa parehong mga hakbang: iPSC generation at neural stem cell differentiation.

Gamit ang mga cell mula sa mga biopsy ng balat ng tao, natuklasan ng mga mananaliksik na ang microfluidic platform ay pinabilis ang pangako ng mga cell sa isang neural na kapalaran sa isang mas maagang yugto kumpara sa mga pagkakaiba-iba sa mga maginoo na plato.

"Naidokumento namin na ang nakakulong na kapaligiran ng microfluidic platform ay nagpapahusay sa pangako sa pagbuo ng mga neural stem cell," sabi ni Herland.

Isang close-up na view ng microfluidic chip na ginamit upang himukin ang mga stem cell. Larawan: KTH Royal Institute of Technology

Sinabi ni Jain na ang microfluidic chip ay madaling gawin gamit ang polydimethylsiloxane (PDMS), at ang microscopic size nito ay nagbibigay-daan para sa makabuluhang pagtitipid sa mga reagents at cell material.

Ang platform ay madaling mabago upang mapaunlakan ang pagkakaiba-iba sa iba pang mga uri ng cell, idinagdag niya. Maaari itong maging awtomatiko, na nagbibigay ng isang saradong sistema na nagsisiguro ng pagkakapare-pareho at pagiging maaasahan sa paggawa ng lubos na magkakatulad na populasyon ng cell.

Pangkalahatang-ideya ng pag-aaral kabilang ang paggawa ng device, reprogramming ng mga somatic cells sa induced pluripotent stem cells (iPSCs), at neural induction ng iPSCs gamit ang SMAD dual inhibition protocol upang makabuo ng neural stem cells.
A) Proseso ng paggawa ng isang microfluidic device na may 0.4mm at 0.6mm na mataas na channel para sa somatic cell reprogramming (R) at neural induction (N), ayon sa pagkakabanggit. Ang mga volume ng channel at kabuuang volume ay nakalista sa talahanayan.
B) Pangkalahatang-ideya ng proseso ng reprogramming ng mga somatic cells sa mga iPSC sa mga microfluidic device at plates gamit ang mRNA transfection.
C) Pangkalahatang-ideya ng proseso ng neural induction ng mga iPSC sa mga neural stem cell sa mga microfluidic device at plate gamit ang SMAD dual inhibition protocol.
Pinagmulan: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

"Ito ay isang hakbang patungo sa paggawa ng mga personalized na cell therapies para sa Alzheimer's at Parkinson's disease na naa-access," dagdag ni Jain.

Kasama rin sa pag-aaral ang mga siyentipiko mula sa Karolinska Institutet at Lund University, na nakikipagtulungan sa IndiCell consortium.