O nouă abordare a producerii de celule care secretă și administrează terapii în anumite părți ale corpului face un pas important înainte către repararea, în viitor, a articulațiilor și a leziunilor apărute în urma infarctului miocardic (atac de cord), contracararea respingerii transplanturilor și vindecarea afecțiunilor pulmonare netratabile în prezent.
Celulele, numite celule stromale mezenchimale, se pot diferenția, precum celulele stem, pentru a deveni celule ale țesutului conjunctiv din cartilaje, oase, grăsime și multe organe. Ele pot fi, de asemenea, făcute să secrete medicamente ARN mesager produse în mod natural de celule pentru a induce repararea și apoi să livreze această încărcătură în zonele necesare folosind un mecanism de perfecționare similar celulelor imunitare.
Deși astfel de terapii celulare promit să revoluționeze tratamentul pentru multe afecțiuni, cercetarea se confruntă cu blocaje tehnologice.
Oamenii de știință nu înțeleg pe deplin proprietățile celulare necesare pentru a trata în siguranță și în mod eficient o afecțiune, iar dezvoltarea unei metode pentru creșterea fiabilă a numărului de celule în timpul fabricării a rămast o provocare.
Acum, un studiu publicat în revista Journal of Translational Medicine descrie un sistem proiectat și testat la Cornell și la Institutul Politehnic Massachusetts (MIT) care abordează aceste provocări.
„Nu am știut cum să creștem numărul de celule fără a schimba în mod neintenționat atributele acestora și, a trebuit, în primul rând, să înțelegem care ar trebui să fie aceste atribute”, a declarat într-un comunicat Cornell, Krystyn Van Vliet, vicepreședinte pentru cercetare și inovare și profesor de știința materialelor la Școala Meinig de Inginerie Biomedicală din cadrul facultății de inginerie de la Cornell și autorul principal al lucrării.
„Ambele probleme sunt legate; trebuie să măsurăm ce este important și apoi să menținem aceste măsurători în timp ce încercăm să creștem celulele până la o doză bună”, a precizat ea.
Cercetătorii au proiectat o platformă „micropurtător-microbioreactor” care le-a permis să controleze multe variabile – caracteristici de semnalizare celulară, pH, temperatură, gaze – și să creeze un mediu constant de înaltă calitate pentru celule.
Primele rezultate sugerează că această abordare poate pregăti aceste celule să producă mai multe proteine terapeutice pentru tratarea afecțiunilor.
„Credem că această abordare de tip micropurtător-microbioreactor face o treabă mult mai bună decât standardul de aur convențional, menținând un control foarte strict și condiții de reglare în timpul procesului de fabricație”, a explicat Brandon Krupczak, doctorand în laboratorul lui Van Vliet.
În cadrul studiului, cercetătorii au dezvoltat un micropurtător – o structură de susținere construită dintr-o gelatină dizolvabilă care permite celulelor stromale mezenchimale să se ancoreze și să crească. Acestea au fost plasate într-un microbioreactor fabricat de companie, care conține recipiente de cultură de mărimea mililitrilor, pe care cercetătorii au trebuit să le modifice în acest scop. Întregul aparat de creștere a celulelor este de mărimea unui smartphone.
Studiul în sine este o dovadă de principiu pentru crearea de celule stromale mezenchimale care ar putea trata sindromul de detresă respiratorie acută (SDRA), o tulburare care duce la o inflamație galopantă la nivelul plămânilor și care este principala cauză a decesului din cauza Covid-19.
Folosind platforma nou-dezvoltată, echipa a cultivat celule stromale de la trei donatori diferiți și a repetat experimentul de trei ori pentru celule de la același donator. Ei au colectat mai multe măsurători pentru a se asigura că datele erau legitime și repetabile de la un donator la altul, și și-au comparat rezultatele cu tehnica utilizată în prezent, care folosește pentru creșterea celulelor recipiente termoplastice din polistiren pentru cultivarea de țesuturi în medii de cultură, care au servit drept control experimental.
Pentru context, atunci când expresia genică a celulelor în condiții experimentale este de trei până la cinci ori mai mare decât cea a controlului, rezultatele sunt în general considerate un succes, au explicat cercetătorii.
„În unele cazuri pentru această lucrare, am avut rezultate care au fost de până la 400 de ori mai mari în condiții de experiment în comparație cu controalele, ceea ce ar indica faptul că există de 400 de ori mai multe particule terapeutice în condițiile noastre experimentale decât în controalele clasice”, a spus el.
Făcând ca mediul să fie mai prietenos prin procesul platformei create și măsurând variabilele, cercetătorii au constatat că metoda a oferit un control de înaltă calitate și a determinat celulele să înceapă să producă mai multe proteine corelate cu tratarea sindromului de detresă respiratorie acută. Urmează testarea efectelor acestora la șoarece sau la om.
Studiul deschide calea pentru utilizarea noului proces de fabricație pentru a avansa producția de terapie celulară în vederea aplicării acesteia în clinică, au afirmat autorii.
Foto: Configurarea și protocolul platformei micropurtător-microbioreactor. Credit: Journal of Translational Medicine (2024).
Niciun comentariu!
Poți adăuga unul pentru a porni o conversație.