Peranti baharu meningkatkan penjanaan sel stem untuk terapi Alzheimer

Penyelidik di Sweden mengatakan mereka telah menyempurnakan teknik untuk menukar sel kulit biasa kepada sel stem saraf, yang mereka katakan membawa mereka lebih dekat kepada terapi sel peribadi yang mampu dimiliki untuk penyakit Alzheimer danParkinson.

Menggunakan peranti mikrobendalir yang direka khas, pasukan penyelidik telah membangunkan pendekatan yang tidak pernah berlaku sebelum ini dan dipercepatkan untuk memprogram semula sel kulit manusia ke dalam sel stem pluripotent teraruh (iPSC) dan kemudian menukarnya menjadi sel stem saraf.

Pengarang pertama kajian itu, Saumya Jain, berkata platform itu boleh menambah baik dan mengurangkan kos terapi sel dengan menjadikan sel lebih serasi dan diterima oleh badan pesakit. Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Advanced Science oleh saintis dari KTH Royal Institute of Technology.

Anna Herland, pengarang kanan kajian itu, berkata kajian itu menunjukkan penggunaan pertama mikrofluidik untuk mengarahkan iPSC menjadi sel stem saraf.

Sel stem neural dibezakan menggunakan platform mikrofluid. Foto: Institut Teknologi Diraja KTH

Transformasi sel normal kepada sel stem saraf sebenarnya adalah proses dua langkah. Pertama, sel terdedah kepada isyarat biokimia yang mendorong mereka menjadi sel stem pluripotent (iPSC), yang boleh menjana pelbagai jenis sel.

Mereka kemudiannya dipindahkan ke dalam budaya yang meniru isyarat dan proses perkembangan yang terlibat dalam membentuk sistem saraf. Langkah ini, dipanggil pembezaan saraf, mengubah hala sel ke arah menjadi sel stem saraf.

Sepanjang dekad yang lalu, persekitaran makmal untuk jenis kerja ini telah beralih secara beransur-ansur daripada tablet tradisional kepada peranti mikrobendalir. Herland berkata platform baharu itu mewakili peningkatan dalam mikrobendalir untuk kedua-dua langkah: penjanaan iPSC dan pembezaan sel stem saraf.

Menggunakan sel daripada biopsi kulit manusia, para penyelidik mendapati bahawa platform mikrofluid mempercepatkan komitmen sel kepada nasib saraf pada peringkat awal berbanding dengan yang dibezakan dalam plat konvensional.

"Kami telah mendokumenkan bahawa persekitaran terkurung platform mikrofluid meningkatkan komitmen untuk menjana sel stem saraf," kata Herland.

Pandangan dekat cip mikrobendalir yang digunakan untuk mendorong sel stem. Foto: Institut Teknologi Diraja KTH

Jain berkata cip mikrobendalir mudah dibuat menggunakan polydimethylsiloxane (PDMS), dan saiz mikroskopiknya membolehkan penjimatan ketara pada reagen dan bahan sel.

Platform ini boleh diubah suai dengan mudah untuk menampung pembezaan ke dalam jenis sel lain, tambahnya. Ia boleh diautomatikkan, menyediakan sistem tertutup yang memastikan ketekalan dan kebolehpercayaan dalam penghasilan populasi sel yang sangat homogen.

Gambaran keseluruhan kajian termasuk fabrikasi peranti, pengaturcaraan semula sel somatik ke dalam sel stem pluripotent teraruh (iPSC), dan induksi saraf iPSC menggunakan protokol perencatan dua SMAD untuk menjana sel stem saraf.
A) Proses fabrikasi peranti mikrobendalir dengan saluran tinggi 0.4mm dan 0.6mm untuk pengaturcaraan semula sel somatik (R) dan aruhan saraf (N), masing-masing. Volum saluran dan jumlah volum disenaraikan dalam jadual.
B) Gambaran keseluruhan proses pengaturcaraan semula sel somatik ke dalam iPSC pada peranti mikrofluid dan plat menggunakan pemindahan mRNA.
C) Gambaran keseluruhan proses induksi saraf iPSC ke dalam sel stem saraf pada peranti mikrobendalir dan plat menggunakan protokol perencatan dua SMAD.
Sumber: Sains Lanjutan (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

"Ini adalah satu langkah ke arah menjadikan terapi sel yang diperibadikan untuk penyakit Alzheimer dan Parkinson boleh diakses," tambah Jain.

Kajian itu juga melibatkan saintis dari Karolinska Institutet dan Universiti Lund, bekerjasama dalam konsortium IndiCell.