Ученые университета штата Огайо, работающие под руководством профессора Шанг-Тиан Янга (Shang-Tian Yang), разработали и собираются патентовать два новых метода оценки клеточного роста в трехмерной системе

.

Первый метод позволяет с легкостью определять, влияет ли тот или иной противоопухолевый препарат на злокачественные клетки. Второй предоставляет возможность обрабатывать несколько популяций клеток сразу и, таким образом, позволяет одновременно тестировать несколько дозировок препарата или эффект, оказываемый препаратом на клетки разного типа.

Группа профессора Янга занималась разработкой трехмерных систем для выращивания клеток более 10 лет. Созданный ими биореактор с волоконным покрытием (fibrous-bed bioreactor) позволяет выращивать трехмерные клеточные структуры, в которых роль соединительнотканных волокон, к которым клетки крепятся в организме, выполняют полиэстеровые волокна.

Первая методика объединяет в себе основной принцип, лежащий в основе создания «волоконного» биореактора, и традиционные лабораторные методы, использующиеся для тестирования клеток в двухмерных системах.

Для постановки общепринятых двухмерных тестов обычно используются стандартные 96-луночные планшеты. В каждую лунку помещается культивационная среда, определенное количество клеток и белок, обеспечивающий флуоресценцию делящихся клеток. Если после добавления тестируемого препарата клетки продолжают флуоресцировать, считается, что он не влияет на деление клеток.

Проблема заключается в оценке интенсивности флуоресценции и, соответственно, активности пролиферации клеток. В составе тонкого двухмерного клеточного слоя, покрывающего дно планшета, флуоресцирующие клетки практически незаметны, поэтому приходится переводить их в суспензию и пересчитывать под микроскопом, что весьма трудоемко.

Для постановки нового метода также используются стандартные 96-луночные планшеты. Отличие заключается в том, что одна лунка заселяется клетками, крепящимися на трехмерный волокнистый каркас, а окружающие ее 8 лунок заполняются только культивационной средой.

Трехмерный комок клеток флуоресцирует гораздо ярче, чем двухмерный слой, а окружающие пустые лунки создают более темный фон, облегчающий регистрацию флуоресценции.

Этот подход, успешно апробированный на клетках рака прямой кишки и мышиных эмбриональных клетках, позволяет оценивать способность препаратов как стимулировать, так и подавлять пролиферацию клеток.

Второй метод, разработанный в лаборатории Янга, предполагает использование микрофлюидальных платформ, позволяющих тестировать несколько типов клеток или несколько дозировок препарата одновременно. Тончайшие трубочки соединяют лунки, в которых культивируются трехмерные клеточные структуры. Тестируемый препарат прокачивается через трубочки из общего резервуара.

Дозы препарата могут варьировать от лунки к лунке, либо лунки могут заселяться клетками различных типов, что позволяет оценить потенциальный эффект препарата на различные ткани и выявить таким образом его побочные эффекты.

Сложность заключается в обеспечении точного распределения препарата между лунками. Ученые не планируют останавливаться на разработанном ими базовом варианте системы. Они собираются заняться усовершенствованием разработки с помощью специалистов одной из коммерческих компаний, занимающихся производством микрофлюидальных приборов.

Доклад был представлен на проходившем 10-14 сентября в Сан-Франциско, штат Калифорния 232-м национальном съезде Американского химического общества.

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/