Крошечные, имплантируемые устройства потянул взрослых стволовых клеток из жизни крыс с гораздо большей чистоте, чем любой настоящий техники.
Испытание устройства, предназначенного Майклом Р. Кинг, адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии в университете Рочестера, будут представлены в 3 марта вопрос о Британском журнале гематологии.
"Это вид исследования, что, прежде чем мы попробовали это, мы бы никогда не ожидал такого замечательного результата прямо из ворот", говорит Кинг. "Мы находим мы можем играть от гидродинамики движущихся крови, чтобы изолировать и манипулировать конкретных клеточных популяций с высокой эффективностью."
Король находится на переднем крае новой области; манипулирования стволовыми клетками, белых кровяных клеток, и даже раковые клетки, используя механику движения клеток с такой точностью, что он с успехом и даже захватив перепрограммирования нескольких типов клеток при их прохождении через Устройство, говорит он.
Случайная встреча между инженером и врачом гематологии породило области в 2002 году.
Король учился, как некоторые белые клетки крови, называемые нейтрофилы, знают, как перейти на точку инфекции. Он наблюдал, как, недалеко от места повреждения, стены близлежащих кровеносных сосудов выразил клей белок селектина, и если переход нейтрофилов задел эти селектины, они прилипли к стенке сосуда.
Но клетки не застревают, они проката. С точный баланс между адгезией селектины и силы течет кровь, клетки могут двигаться гораздо медленнее, когда они подошли инфекции сайта. С этим замедлили темп, клетка может искать второй сигнал на стенки сосуда, который говорит клетка для выхода судна, сжимая между клетками в стене и движущихся непосредственно на месте инфекции.
Одна из причин, система настолько эффективна, что только нейтрофилов реагировать на эти селектины, так что только нейтрофилы замедлится в крови.
Король был разработка физической динамики этого нейтрофилов прокатки в своем кабинете в один прекрасный день, когда Джейн Liesveld, врач гематологии выполняет свою работу в стволовые клетки костного мозга в Университете Рочестера, проходил мимо и заметил плакат работы короля в прихожей вне его офиса.
"Она упала и сказал:" У меня есть довольно обильный источник первичных стволовых клеток от пациентов. Можете ли вы вспомнить какой-либо биофизических исследований с этим делать "", говорит Кинг. "Угол стволовых клеток просто упал с неба."
Поскольку Король работал с Liesveld он обнаружил, что основной механизм подвижной основой ряд других процессов, в том числе трансплантации стволовых клеток-природное явление, где стволовые клетки и выходить из костной ткани через кровь. В 2004 году он обнаружил, что может пальто материал с конкретными селектины клея и захват живых клеток стебля. Это сотрудничество привело к двух человеческих стволовых клеток статей, опубликованных только за последний месяц: Прогресс в области биотехнологии (Charles и др., 2007.) И клинической химии (Narasipura и др., 2007.).
В новый британский журнал гематологии бумаги, король и его коллеги показали, они могут взять процесс дальше, имплантации устройства в жизни крыс с селектина покрытием оставаться активными в течение 1-2 часов. Когда трубка была снята, король обнаружил, что он бы действительно захватили клетки прямо из крови, в том числе загрязнений-не-стволовые клетки, как ожидалось. То, что он не ожидал, что было, сколько из клетки были жизнеспособны стволовых клеток.
"Я был поражен", говорит Кинг. "Более 25 процентов образца стволовых клеток. Это удивительно, потому что даже при использовании препаратов для увеличения числа свободных стволовых клеток в крови, они еще только составляют менее 1 процента от всех клеток. При использовании традиционных методов сбора стволовых клеток, центрифугирования крови крыс, даже в этих наркотиков крыс вы можете получить 3 или 4 процента стволовых клеток-смысл лишь 3 или 4 процента от ячейки, получить стволовые клетки ".
Король указывает, что центробежные методы в настоящее время производят общий высокий выход стволовых клеток, потому что они начинают с гораздо большей кровью материал, но он считает, что его микромасштабной устройства может быть расширена до значительно большего объема.
Король еще большим энтузиазмом относятся к своей работе в перепрограммировании клеток, которые проходят через его устройства. Как клетка рулонах по липкой поверхности, она может быть вынуждена обратиться к другим белкам на поверхности. Король говорит, что эти белки могут быть разработаны направить развитие стволовых клеток, заставляя его стать определенным типом крови, костей или мышечной клетки.
Король надежды когда-нибудь имплантируемые устройства может непрерывно перепрограммировать странствующий нейтрофилов, но он уже работает над устройством, которое имеет тот же перспективы для раковых клеток.
Раковые клетки используют тот же механизм подвижного путешествовать по всему телу и укрываются в интерстициальной ткани, так что король уже направлены на изоляцию селектины, что раковые клетки реагировать. Его лаборатория работает над созданием микромасштабной трубки, которые могут привлекать раковые клетки и использовать "постоянные" рецептор-опосредованного запуска белках, чтобы перепрограммировать их к самоуничтожению. С его микромасштабной устройства трубки, король уже убедились, что он может контролировать подвижной адгезии различных типов раковых клеток, в том числе лейкемии, предстательной железы, ретинобластома, и клеток колоректального рака.
"Один из наших конечных целей является развитие имплантируемые устройства, которое будет выборочно удалять метастатических клеток из крови", говорит Кинг. "Те клетки могут предшествовать обнаружить опухоли по годам, так что мы могли бы поймать их прежде, чем они становятся опасными."
http://www.rochester.edu/