Please select your Region.
Please select your Region.
14 paź 2014
Na polu zastosowania medycznego, ze względu na związek z hodowlą komórek i medycyną regeneracyjną, bardzo ważnym jest, aby kontrolować jakość komórek (bezpieczeństwo i funkcjonalność). Gdy przeprowadzana jest hodowla przy wykorzystaniu wspólnego naczynia do hodowli komórek, ciężko jest kontrolować środowisko komórek ze względu na przepływ konwekcyjny cieczy (pożywka hodowli) na płytce do hodowli komórek. Środowisko otaczające komórki może być z dużą pewnością dotknięte nagromadzeniem odpadów, jak i konsumpcją składników odżywczych. Mikroby i wirusy mogą zaatakować, gdy komórki zostaną wystawione na powietrze. Grupa badawcza szuka sposobu, który pozwoliłby na łatwą i bezpieczną hodowlę komórek ludzkich iPS dla rozwoju medycyny regeneracyjnej.
Grupa badawcza zaprojektowała i wyprodukowała ultra-mały sprzęt do hodowli, który wykorzystuje małą pompę oraz kanaliki przepływu o średnicy 0,5 mm wykonane z przezroczystej i bezbarwnej żywicy silikonowej. Urządzenie jest na tyle małe, że może być ustawione na stoliku mikroskopu i spełnia potrzeby badaczy podczas obserwacji komórek w hodowli.
Ta metoda hodowlana wykorzystująca mikro-kanaliki ma trzy następujące zalety w porównaniu do metody hodowli wykorzystującej tradycyjne naczynie:
1) środowisko komórek może być dokładnie kontrolowane,
2) łatwe użytkowanie i automatyzacja, oraz
3) szczelne uszczelnienie prowadzące do obniżenia ryzyka ataku mikrobów.
Oczekuje się, że nowa metoda pozwoli w łatwy sposób kontrolować jakość komórek i stanie się normą wzorcową na polu zastosowania medycznego. W badaniach udało się już wyhodować wiele komórek z jednej komórki ludzkiej iPS i udowodniono, że charakter wyhodowanych komórek iPS został zachowany.
Oczekuje się, że ludzkie komórki iPS będą stosowane w medycynie regeneracyjnej ze względu na ich wysoką pluripotencję. Technika hodowli może zostać skomercjalizowana i wykorzystywana do kontroli jakości komórek. Wierzymy, że może to mieć wkład w rozwój medycyny regeneracyjnej poprzez zwracanie się ku rozwojowi urządzeń do dużych hodowli lub urządzeń do diagnozy komórek jako części urządzenia do badań. Prace będą wciąż trwały nad rozwojem najnowocześniejszej medycyny zarówno w obszarze klinicznym, jak i w kierunku urządzenia wspierającego medycynę regeneracyjną, która może być stosowana u coraz większej liczby pacjentów.
Odkrycia pochodzące z badań zostały wypracowane przez "Last 5X innovation R&D Center for a Smart, Happy, and Resilient Society" *3 ; projekt posiada wsparcie "Centre of Innovation (COI) Program", naukowo-przemysłowego programu Badań i Rozwoju w ramach Japan Science and Technology Agency" (JST).
(Rysunek 1) Konformacja chipu PDMS
Jeden chip posiada funkcje tłumika i sprężarki w celu stworzenia stabilnego przepływu pożywki hodowli. Komórka znajduje się w komorze cylindrycznej i dostarczane są jej składniki odżywcze poprzez pożywkę hodowli wewnątrz kanalika przepływu komory.
(Rysunek 2) Hodowla z jednej ludzkiej komórki iPS
Wyhodowanie z jednej ludzkiej komórki iPS zostało potwierdzone poprzez obserwację mikroskopową. 3 powyższe zdjęcia zostały zrobione w tym samym mikroskopie w 3 różnych dniach. (pierwszego dnia, czwartego dnia, i dziewiątego dnia od lewej)
*1 Składa się z pompy, która może ustalać stopień przepływu, komory do magazynowania cieczy hodowlanej oraz chip wykonany z dimetylopolisiloksanu (PDMS). Chip z PDMS zawiera kanalik przepływowy o średnicy 0,5 mm, funkcję tłumika do uzyskania stabilnego stopnia przepływu i funkcję sprężarki do uzyskania stałego ciśnienia wody, a wszystko to na 2 cm kwadratowych powierzchni.
*2 Oznacza to elementy zawarte w przepływie hodowlanym i cieczy hodowlanej. Wiadomo, że mają one wpływ na cechy komórki.
*3 Zostało to zapoczątkowane w 2013 r., gdy Centrum Innowacyjnej Nauki i Technologii przyjęło program Radykalnych Innowacji i Przedsiębiorczości (COI STREAM) uruchomiony przez Ministerstwo Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii. Opiera się to o rozwój i współpracę między przemysłem a środowiskiem akademickim, która skupia 40 firm rozmieszczonych wokół Uniwersytetu w Kyoto.
Projekt ma na celu rozwinięcie mądrego i uczynnego społeczeństwa, w którym mieszkańcy pozostają aktywni i podążają za nowymi wyzwaniami przez cały okres swojego życia. W sieciach czujników bezpieczeństwa, medycynie profilaktycznej i wyprzedzającej oraz najnowocześniejszych obszarach wspieranych przez bezprzewodowe transmisje prądu i teleinformatykę, uniwersytety i firmy współpracują w zakresie badań i rozwoju zarówno poziomego, jak i pionowego.
Firma ARKRAY, jako lider w grupie najnowocześniejszej medycyny (Grupa 4) dąży do wydajnej i skutecznej medycyny wykorzystując do tego zaawansowane techniki obrazowania.
Teza: Klonowanie pojedynczej komórki i rozpowszechnianie indukowanych pluripotencjalnych ludzkich komórek macierzystych poprzez urządzenie do hodowli mikroprzepływowej
Dziennik: Biochemical and Biophysical Research Communications (BBRC) 453 (2014) str. 131-137
