Многим ученым нужны стратегии изучить отдельные клетки (например, стволовые клетки) сроком на многократные недели. Это очень важно в областях, которые сосредотачиваются на допинг-контроле, фундаментальных исследованиях болезни и развитии терапии клетки.
Обычный метод, чтобы изучить отдельные клетки вне тела включает ‘завоевание’ и культивирование их в крошечных капельках гидрогеля, известного как микрогели. До недавнего времени, однако, все попытки к клеткам человека культуры при таких условиях, которыми управляют, в течение длительных периодов времени потерпели неудачу, поскольку клетки сбежали из микрогелей в течение нескольких дней. До сих пор эта проблема значительно ограничила диапазон возможного применения этой многообещающей технологии.
Исследователи в Университете научно-исследовательского института Твенте MIRA определили, что убегающие клетки почти всегда располагались на краю микрогелей. Используя высокоскоростные камеры, они обнаружили, что это происходило из-за текущего производственного метода. Они решили эту проблему, разработав чип, который захватывает клетки в точном центре микрогелей. Мало того, что этот подход препятствовал тому, чтобы клетки убежали, он также привел больше чем к 90-процентному выживанию клетки в течение по крайней мере 28 дней.
По данным Университета исследователя Твенте, Тома Кампермена (кто будет скоро защищать его докторскую диссертацию на этом предмете) этот инновационный метод – важный шаг к, например, улучшенные методы лечения стволовой клетки или разработка сложных тканей.МетодГидрогель, главным образом, состоит из раздутой водой сети полимера.
Его структура напоминает структуру родных тканей, которая делает гидрогели чрезвычайно подходящими для 3D клеточной культуры. Гидрогели могут быть созданы, используя, например, Ультрафиолетовый свет или ферменты что перекрестная связь отдельные полимеры вместе.
Университет исследователей Твенте обнаружил, что, а не crosslinking полимеры, в то время как капелька все еще формируется, уловка, должны вызвать этот процесс просто впоследствии, техника, к которой они обращаются, как ‘отложено gelation’. Это позволяет клетке менять местоположение в центр предшествующей капельки гидрогеля, которая также содержит полимер и ферменты.
После сосредоточения клетки жидкие капельки подвергнуты воздействию перекиси водорода, которая преобразовывает их в стабильные микрогели.ПриложенияУ клеток есть отдельный характер. Даже в той же самой ткани каждая клетка по-другому отвечает на влияния от своей среды.
Новый чип позволяет отдельным клеткам (например, стволовые клетки) быть изолированными и культивированный в естественной 3D окружающей среде в течение долгих промежутков времени. Это позволяет исследователям проверять эффекты новых наркотиков на отдельных клетках, исследовать болезни на фундаментальном уровне и делать методы лечения клетки более эффективными. В данном исследовании Университет исследователей Твенте показал, что, изменяя состав микрогеля, они могли направить отдельные стволовые клетки в определенные типы клетки, такие как костные или жировые клетки.Микрогели могут также использоваться в качестве стандартных блоков для печати тканей со сложной внутренней структурой, поскольку Университет исследователей Твенте показал в газете, что они издали ранее в этом году.
Используя новый чип, можно создать сотни микрогелей в секунду, каждый содержащий отдельную клетку. В то время как это может казаться довольно быстрым, это все еще слишком медленно для многих клинических заявлений.
Кампермен указывает, что «Мы в настоящее время проверяем улучшенный прототип с производительностью, которая до тысячи раз быстрее. Это в конечном счете позволит клинический перевод этой технологии микрогеля».