Um dispositivo minúsculo, implantable puxou células estaminais adultas fora de um rato vivo com uma pureza distante maior do que toda a técnica actual.
O teste do dispositivo projetado por Michael R. Rei, professor adjunto da engenharia biomedicável na Universidade de Rochester, será relatado na introdução do 3 de março do Jornal Britânico da Hematologia.
“Foi o tipo da pesquisa que, antes que nós o tentamos, nós nunca esperaríamos um resultado tão notável em linha recta fora da porta,” diz o Rei. “Nós somos encontrando nós podemos jogar fora da hidrodinâmica de sangue movente para isolar e manipular populações específicas da pilha com grande eficiência.”
O Rei está no pelotão da frente de um campo novo; células estaminais de manipulação, glóbulos brancos, e mesmo células cancerosas explorando os mecânicos do movimento das pilhas com tal precisão que está tendo o sucesso capturar e mesmo reprogramming diversos tipos da pilha enquanto passam através do dispositivo, diz.
Um encontro da possibilidade entre um coordenador e um clínico da hematologia causou o campo em 2002.
O Rei estudava como determinados glóbulos brancos, chamados neutrófilo, sabem migrar a um ponto da infecção. Observou como, perto de um local de ferimento, as paredes dos vasos sanguíneos próximos expressaram uma proteína adesiva chamada um selectin, e se passando os neutrófilo escovados contra estes selectins, colaram à parede da embarcação.
Mas as pilhas não permaneceram colar-eles rolaram. Com um balanço preciso entre a adesão dos selectins e as forças da circulação sanguínea de fluxo, as pilhas poderiam mover-se muito mais lentamente enquanto aproximaram o local da infecção. Com isso o ritmo retardado, a pilha pode procurar um segundo sinal na parede da embarcação que diz a pilha para retirar a embarcação espremendo entre pilhas na parede e se movendo directamente para o local da infecção.
Uma razão que o sistema é tão eficaz é que somente os neutrófilo respondem 2 aqueles selectins, tão somente neutrófilo retarda no sangue.
O Rei dava certo a dinâmica física deste rolamento do neutrófilo em seu escritório um dia em que Jane Liesveld, um clínico da hematologia que faz o trabalho em células estaminais da medula na Universidade de Rochester, andada perto e observada um cartaz do trabalho do Rei no corredor fora de seu escritório.
“Deixou cair dentro e disse, “Eu tenho uma fonte consideravelmente abundante de células estaminais preliminares dos pacientes. Pode você pensar de toda a pesquisa biofísica para fazer com aquela””” diz o Rei. “O ângulo da célula estaminal apenas caiu do céu.”
Enquanto o Rei trabalhou com Liesveld que encontrou que o mecanismo básico do rolamento era a fundação de um número outros de processos, incluindo o fenômeno natural da transplantação-um da célula estaminal aonde as células estaminais se movem dentro e fora do tecido do osso através do sangue. Em 2004, encontrou que poderia revestir um material com os selectins adesivos específicos e capturar células estaminais vivas. Esta colaboração conduziu a dois papéis humanos da célula estaminal publicados apenas dentro do último mês: no Progresso da Biotecnologia (Charles e outros, 2007) e na Química Clínica (Narasipura e outros, 2007).
No Jornal Britânico novo do papel da Hematologia, do Rei e da mostra dos colegas podem tomar ao processo uma etapa mais implantando o dispositivo em um rato vivo com permanecer de revestimento do selectin activos por 1-2 horas. Quando a câmara de ar foi removida, o Rei encontrou que as pilhas certamente capturadas rectas fora da circulação sanguínea, incluindo a contaminador-não-haste pilha-como esperada. O Que não esperou era quanto das pilhas eram células estaminais viáveis.
“Eu fui surpreendido,” diz o Rei. “Mais de 25 por cento da amostra eram células estaminais. É surpreendente porque mesmo quando você usa drogas para aumentar o número de células estaminais livres no sangue, ainda compo somente menos de 1 por cento de todas as pilhas. Se você usa métodos tradicionais para recolher as células estaminais, centrifugando o sangue do rato, mesmo nestes ratos droga-tratados você pôde obter 3 ou o pilha-significado da haste de 4 por cento somente 3 ou 4 por cento das pilhas que você obtem é células estaminais.”
O Rei indica que os métodos centrífugos produzem actualmente um rendimento de célula estaminal mais alto total porque começam com distante mais material do sangue, mas acredita que seu dispositivo do microscale pode ser escalado até a capacidade significativamente maior.
O Rei é ainda mais entusiástico sobre seu trabalho em reprogramming as pilhas que passam através de seu dispositivo. Como os rolos da pilha através da superfície do adesivo, ele podem ser forçados para contactar outras proteínas na superfície. O Rei diz que estas proteínas podem ser projectadas dirigir a revelação de uma célula estaminal, forçando a para se transformar um tipo específico de sangue, o osso, ou a pilha de músculo.
O Rei espera que um dia um dispositivo implantable poderia continuamente reprogram neutrófilo errantes, mas é já duro no trabalho em um dispositivo que mantenha a mesma promessa para pilhas cancerígenos.
As Células cancerosas usam o mesmo mecanismo do rolamento para viajar em torno do corpo e para alojar no tecido intersticial, assim que o Rei tem-se centrado já sobre isolar os selectins que as células cancerosas respondem a. Seu laboratório está trabalhando para criar uma câmara de ar do microscale que possa atrair células cancerosas e para usar “permanente” receptor-negociasse a provocação de proteínas para as reprogram para se destruir. Com seu dispositivo da câmara de ar do microscale, o Rei tem verificado já que pode controlar a adesão do rolamento dos vários tipos de células cancerosas, incluindo leucemia, próstata, retinoblastoma, e células cancerosas colorectal.
“Um de nossos objectivos últimos é desenvolver um dispositivo implantable que remova selectivamente as pilhas metastáticas do sangue,” diz o Rei. “Aquelas pilhas podem pre-datar tumores detectáveis em anos, assim que nós pudemos travá-los antes que se tornem perigosos.”
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