Новый метод сортинга стволовых клеток

Ученые из калифорнийского университета города Беркли (University of California) (США) разработали новый метод сортинга (отбора) стволовых клеток, который должен быть гораздо более быстрым, дешевым и эффективным, чем методы, использующиеся сегодня. В будущем эта методика может быть использована в терапии пациентов, страдающих от различных заболеваний центральной нервной системы.

Раствор, содержащий исследуемые клетки, помещают в специальные стеклянные пластины с каналами, к которым подключены электроды. Клетки сортируют в зависимости от их электрического заряда. Методика была разработана в рамках поиска подходов к терапии рака. Современные методы сортинга стволовых клеток весьма затратны и трудоемки, и требуют использования дорогого и массивного оборудования.


Общий вид устройства для сортировки клеток.

«При трансплантации стволовых клеток мы рассчитываем на то, что, придя в зону повреждения, эти клетки будут дифференцироваться в определенные типы клеток взрослого организма. Однако до трансплантации нам нужно узнать, какие именно из стволовых клеток будут дифференцироваться в нужном направлении (например, в нейроны), а какие – не будут», говорит Лиза Фланаган (Lisa Flanagan), под чьим руководством была выполнена эта работа. «Мы нашли способ это узнать, используя электрические характеристики стволовых клеток».

Ученые использовали явление диэлектрофореза. В общем случае диэлектрофорез подразумевает движение поляризуемых частиц в неоднородном электрическом поле (обычно – электрическом поле переменного тока). Силы диаэлектрофореза могут быть использованы для снятия характеристик и управления биочастицами микро- и наноразмеров. Идея того, что с помощью диэлектрофореза возможно сортировать и разделять клетки эукариот и бактерий, вирусные частицы и ДНК, сама по себе не нова.

Величина диэлектрофоретических сил зависит от нескольких факторов: частоты переменного электрического поля, электропроводности и диэлектрической проницаемости взвешивающей среды и частиц, градиента электрического поля.

Клетки разных типов имеют и разные электрические свойства. Например, стволовые клетки, дифференцирующиеся в нейроны, в этом отношении существенно отличаются от клеток, дифференцирующихся в астроцитарную глию. При определенной частоте приложенного к электродам переменного тока будет наблюдаться движение предшественников астроцитов, при другой – нейрональных предшественников.

Идентификация и сортировка стволовых клеток необходимы для целей клеточной терапии. Без процесса предварительной очистки клеточных популяций трансплантации стволовых клеток могут привести к развитию иммунных реакций и формированию опухолей.

Работа была проведена на стволовых клетках мыши. Исследователи подобрали частоту переменного тока, при которой клетки, коммитированные к дифференцировке в нейроны, прилипали к электродам, в то время как остальные оставались в растворе. Прилипшие к электродам клетки можно изолировать и применять в дальнейших исследованиях или в терапии.

По материалам:
ScienceDaily