מכשיר חדש משפר את ייצור תאי הגזע לטיפול באלצהיימר

חוקרים בשוודיה אומרים כי שכללו טכניקה להמרת תאי עור רגילים לתאי גזע עצביים, שלדבריהם מקרבת אותם לטיפולים תאיים מותאמים אישית במחירים נוחים למחלת אלצהיימרופרקינסון.

באמצעות מכשיר מיקרופלואידי שתוכנן במיוחד, צוות המחקר פיתח גישה חסרת תקדים ומואצת לתכנות מחדש של תאי עור אנושיים לתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSCs) ולאחר מכן המרתם לתאי גזע עצביים.

המחבר הראשון של המחקר, סאומיה ג'יין, אומר שהפלטפורמה יכולה לשפר ולהפחית את עלות הטיפול התאי על ידי הפיכת התאים לתואמים יותר ומקובלים יותר על ידי גוף המטופל. המחקר פורסם בכתב העת Advanced Science על ידי מדענים מהמכון המלכותי לטכנולוגיה של KTH.

אנה הרלנד, מחברת המחקר הבכירה, אמרה שהמחקר הדגים את השימוש הראשון במיקרופלואידיקה כדי לכוון תאי iPSC להפוך לתאי גזע עצביים.

תאי גזע עצביים התמיינו באמצעות פלטפורמה מיקרופלואידית. צילום: המכון המלכותי לטכנולוגיה KTH

הפיכתם של תאים נורמליים לתאי גזע עצביים היא למעשה תהליך בן שני שלבים. ראשית, התאים נחשפים לאותות ביוכימיים הגורמים להם להפוך לתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs), שיכולים לייצר סוגים שונים של תאים.

לאחר מכן הם מועברים לתרבית המחקה את האותות ותהליכי ההתפתחות המעורבים ביצירת מערכת העצבים. שלב זה, הנקרא התמיינות עצבית, מנתב מחדש את התאים לקראת הפיכתם לתאי גזע עצביים.

במהלך העשור האחרון, סביבת המעבדה לסוג זה של עבודה עברה בהדרגה מטאבלטים מסורתיים למכשירים מיקרופלואידיים. הרלנד אומר שהפלטפורמה החדשה מייצגת שיפור במיקרופלואידיקה בשני השלבים: יצירת iPSC והתמיינות תאי גזע עצביים.

באמצעות תאים מביופסיות עור אנושיות, החוקרים מצאו כי פלטפורמת המיקרופלואידיקה האיצה את מחויבותם של תאים לגורל עצבי בשלב מוקדם יותר בהשוואה לאלו שהתמיינו בלוחות קונבנציונליים.

"תיעדנו כי הסביבה המוגבלת של פלטפורמת המיקרופלואידיקה משפרת את המחויבות ליצירת תאי גזע עצביים", אומר הרלנד.

מבט מקרוב על שבב המיקרופלואידי המשמש להשראת תאי גזע. צילום: המכון המלכותי לטכנולוגיה KTH

ג'יין אומר שהשבב המיקרופלואידי קל לייצור באמצעות פולידימתיל סילוקסאן (PDMS), וגודלו המיקרוסקופי מאפשר חיסכון משמעותי בריאגנטים ובחומר התא.

הוא מוסיף כי ניתן לשנות את הפלטפורמה בקלות כדי להתאים אותה להתמיינות לסוגי תאים אחרים. ניתן להפוך אותה לאוטומטית, מה שמספק מערכת סגורה המבטיחה עקביות ואמינות בייצור אוכלוסיות תאים הומוגניות ביותר.

סקירה כללית של המחקר הכוללת ייצור המכשיר, תכנות מחדש של תאים סומטיים לתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSCs), ואינדוקציה עצבית של iPSCs באמצעות פרוטוקול העיכוב הכפול SMAD ליצירת תאי גזע עצביים.
א) תהליך ייצור של מכשיר מיקרופלואידי עם ערוצים בגובה 0.4 מ"מ ו-0.6 מ"מ לתכנות מחדש של תאים סומטיים (R) ואינדוקציה עצבית (N), בהתאמה. נפחי הערוצים והנפח הכולל מפורטים בטבלה.
ב) סקירה כללית של תהליך התכנות מחדש של תאים סומטיים לתאי גזע עצביים על גבי התקנים ולוחות מיקרופלואידיים באמצעות טרנספקציה של mRNA.
ג) סקירה כללית של תהליך האינדוקציה העצבית של iPSCs לתאי גזע עצביים על גבי התקנים ולוחות מיקרופלואידיים באמצעות פרוטוקול העיכוב הכפול SMAD.
מקור: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

"זהו צעד לקראת הפיכת טיפולים תאיים מותאמים אישית למחלות אלצהיימר ופרקינסון לנגישים", מוסיף ג'יין.

במחקר השתתפו גם מדענים ממכון קרולינסקה ומאוניברסיטת לונד, ששיתפו פעולה בקונסורציום IndiCell.