Enten målet er å skille ulike typer celler eller molekyler, metoder som er avhengige av den eldgamle prinsippet om magnetisme er et fast innslag blant forskere.
Nå, to rapporter viser at bruk av magnetiske nanopartikler i bioseparations kunne ha en betydelig innvirkning på både klinisk onkologi og grunnleggende kreftforskning.
Rapportering sitt arbeid i tidsskriftet bioteknologi og bioteknologi, et forskerteam ledet av Maciej Zborowski, Ph.D., viste at magnetiske nanopartikler, kombinert med antistoffer, hell beriker perifere blod progenitor celler (PBPCs) i prøver av fullblod. Kliniske studier har vist at PBPCs er mer effektive enn benmargstransplantasjon på å gjenopprette en persons blod celler befolkning etter høydose kjemoterapi eller strålebehandling.
Nåværende magnetisk separasjon metoder, mens effektiv, opererer i batch-modus heller enn flow modus, noe som gjør dem altfor treg og ineffektiv for optimal bruk i et high-throughput klinisk setting. I tidligere arbeid, hadde Zborowski og hans kolleger utviklet en firedoble magnetisk flow sorter (QMS) ligner på en fluorescens aktivert celle sorter (FACS), men med opp til en 1000 ganger raskere gjennomstrømning enn dette mye brukt enhet, på ordre på 10 millioner celler per sekund.
PBPCs er kjent som CD34 + celler fordi de uttrykker et protein, kalt CD34, på sin celle overflater. CD34 er en godt studert molekyl og antistoffer som binder seg til denne markøren er kommersielt tilgjengelig. I en lang serie med eksperimenter, testet etterforskerne en rekke metoder for å utvikle en prosedyre for merking av en anti-CD34 antistoff med magnetiske nanopartikler og å bruke det merket antistoffet å binde seg til CD34 + celler.
Deretter gjennomførte etterforskerne et ekstra sett av eksperimenter som tar sikte på å optimalisere strømningsforhold og andre instrument parametere for å maksimere muligheten av sine QMS instrument for å skille CD34 + celler fra andre blodceller. Forskerne merket seg at teoretisk modellering av celle flyt i magnetfelt var kritisk for å lykkes med denne fasen av studiet.
Til slutt testet etterforskerne sine optimaliserte protokollen på humane blodprøver. Disse eksperimentene viste at denne teknikken var i stand til å gjenopprette mellom 18 prosent og 60 prosent av PBPCs i humane blodprøver, mens renheten av CD34 + celler varierte fra 60 prosent til 90 prosent. Begge parametere faller godt innenfor den kliniske nyttig rekkevidde. Forskerne oppmerksom på at de vil nå utvikle en steril protokoll som neste skritt mot kliniske studier.