MIT och University of Rochester forskarna viktiga framsteg mot en terapeutisk enhet som har potential att fånga celler när de strömmar genom blodet och behandla dem.
Bland andra program, kan en sådan anordning Zapp cancerceller sprider sig till andra vävnader, eller signal stamceller att differentiera.
Deras koncept utnyttjar cellen rullande, en biologisk process som bromsar celler nedåt när de passerar genom blodkärlen. Eftersom cellerna långsamma, de följer fartyget väggar och rulle, ger dem möjlighet att känna signaler från närliggande vävnader som kan kalla dem till arbete. Immunceller, till exempel, kan bromsas och kallas till kamp en infektion.
"Genom att imitera en process som deltar i många viktiga fysiologiska och patologiska händelser, vi ser framför oss en apparat som kan användas för att selektivt ge signaler till celler färdas genom blodomloppet", säger Jeffrey M. Karp av Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology . "Denna teknik har tillämpningar inom cancer och stamceller cellterapi och kan användas för diagnostik av en rad sjukdomar."
Teamet, som leds av Karp, började med teknik att inducera cell rullande för forskning. Med en implanterbar terapeutisk enhet i åtanke, förbättrade de att cellen rullande teknik för att göra det säkert, stabilare och längre livslängd.
De förbättringar som beskrivs i oktober 20 online numret av tidskriften Langmuir, utgiven av American Chemical Society.
I kroppen, P-selektin och andra selektin proteiner reglerar cellernas rullande i blodkärlen. När P-selektin finns på ett fartygs innervägg, kommer celler som är känsliga för det hålla sig till att lappa och börja rulla över den.
Att framkalla rullar i laboratoriet, följer den ursprungliga tekniken svagt P-selektin till en glasyta och flöden celler över den. Denna ytbehandling är stabil under flera timmar sedan bryter ned. "Även om denna metod är användbar för experiment, det är inte bra för den långsiktiga stabiliteten", säger Karp. En implanterbar enhet behöver en beläggning som varar veckor eller månader så att patienterna inte behöver komma ofta för ersättare.
För att förbättra tekniken, experimenterade teamet med flera kemiska metoder för att immobilisera P-selektin på en glasyta. De identifierade en polyethelene (PEG) beläggning som är starkt bundna till P-selektin. Denna beläggning är även "icke-fouling", vilket betyder att den inte reagerar med eller samla på andra proteiner, så det är potentiellt säkra för användning i ett implantat.