Novi uređaj poboljšava stvaranje matičnih stanica za terapiju Alzheimerove bolesti

Istraživači u Švedskoj tvrde da su usavršili tehniku za pretvaranje običnih stanica kože u neuralne matične stanice, što ih, kako kažu, približava pristupačnim personaliziranim staničnim terapijama za Alzheimerovu i Parkinsonovubolest.

Koristeći posebno dizajniran mikrofluidni uređaj, istraživački tim razvio je neviđen i ubrzan pristup reprogramiranju ljudskih stanica kože u inducirane pluripotentne matične stanice (iPSC), a zatim njihovom pretvaranju u neuralne matične stanice.

Prvi autor studije, Saumya Jain, kaže da bi platforma mogla poboljšati i smanjiti troškove stanične terapije tako što će stanice učiniti kompatibilnijima i prihvaćenijima od strane pacijentovog tijela. Studiju su u časopisu Advanced Science objavili znanstvenici s Kraljevskog tehnološkog instituta KTH.

Anna Herland, glavna autorica studije, rekla je da je studija pokazala prvu upotrebu mikrofluidike za usmjeravanje iPSC-a da postanu neuronske matične stanice.

Neuralne matične stanice diferencirane pomoću mikrofluidne platforme. Fotografija: KTH Royal Institute of Technology

Transformacija normalnih stanica u živčane matične stanice zapravo je proces u dva koraka. Prvo, stanice su izložene biokemijskim signalima koji ih potiču da postanu pluripotentne matične stanice (iPSC), koje mogu generirati različite vrste stanica.

Zatim se prenose u kulturu koja oponaša signale i razvojne procese uključene u formiranje živčanog sustava. Ovaj korak, nazvan neuronska diferencijacija, preusmjerava stanice prema tome da postanu neuronske matične stanice.

Tijekom proteklog desetljeća, laboratorijsko okruženje za ovu vrstu rada postupno se prebacilo s tradicionalnih tableta na mikrofluidne uređaje. Herland kaže da nova platforma predstavlja poboljšanje mikrofluidike za oba koraka: generiranje iPSC-a i diferencijaciju neuronskih matičnih stanica.

Koristeći stanice iz biopsija ljudske kože, istraživači su otkrili da mikrofluidna platforma ubrzava predanost stanica neuronskoj sudbini u ranijoj fazi u usporedbi s onima diferenciranima u konvencionalnim pločama.

„Dokumentirali smo da ograničeno okruženje mikrofluidne platforme pojačava predanost stvaranju neuronskih matičnih stanica“, kaže Herland.

Pogled izbliza na mikrofluidni čip koji se koristi za indukciju matičnih stanica. Fotografija: Kraljevski tehnološki institut KTH

Jain kaže da je mikrofluidni čip lako izraditi pomoću polidimetilsiloksana (PDMS), a njegova mikroskopska veličina omogućuje značajne uštede na reagensima i staničnom materijalu.

Platforma se može lako modificirati kako bi se prilagodila diferencijaciji u druge tipove stanica, dodaje. Može se automatizirati, pružajući zatvoreni sustav koji osigurava dosljednost i pouzdanost u proizvodnji visoko homogenih staničnih populacija.

Pregled studije koja uključuje izradu uređaja, reprogramiranje somatskih stanica u inducirane pluripotentne matične stanice (iPSC) i neuronsku indukciju iPSC-a korištenjem SMAD protokola dvostruke inhibicije za generiranje neuronskih matičnih stanica.
A) Proces izrade mikrofluidnog uređaja s kanalima visine 0,4 mm i 0,6 mm za reprogramiranje somatskih stanica (R) i neuronsku indukciju (N). Volumeni kanala i ukupni volumen navedeni su u tablici.
B) Pregled procesa reprogramiranja somatskih stanica u iPSC na mikrofluidnim uređajima i pločama korištenjem mRNA transfekcije.
C) Pregled procesa neuronske indukcije iPSC-a u neuronske matične stanice na mikrofluidnim uređajima i pločama korištenjem SMAD protokola dvostruke inhibicije.
Izvor: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

„Ovo je korak prema tome da personalizirane stanične terapije za Alzheimerovu i Parkinsonovu bolest budu dostupne“, dodaje Jain.

U studiji su sudjelovali i znanstvenici s Karolinska Instituteta i Sveučilišta u Lundu, koji surađuju u konzorciju IndiCell.