Теперь команда инженеров Северо-Запада разработала микрожидкостное устройство для сортировки популяций нервных стволовых клеток, что упрощает их изучение. Этот новый инструмент может привести к лучшему пониманию того, как функционируют стволовые клетки, сделав мир еще на шаг ближе к борьбе с изнурительными заболеваниями.
«Мы продемонстрировали эффективную сортировку единичных стволовых клеток с помощью микрофлюидного устройства», — сказал Горацио Эспиноза, профессор производства и предпринимательства Школы Маккормика Северо-Западного университета имени Джеймса и Нэнси Фарли, руководивший исследованием. «Что элегантно в этом методе, так это то, что он не включает никаких активных сил, сложных элементов дизайна или маркировки дорогостоящими антителами. Он полагается исключительно на присущие флюидные силы для сортировки клеток».В настоящее время биологи культивируют и анализируют стволовые клетки как свободно плавающие кластеры, которые содержат неизвестную смесь стволовых клеток и различных популяций клеток-предшественников. Клетки внутри кластера часто остаются незамеченными, если они начинают преждевременно дифференцироваться, теряя свою «стволовость».
Исследователи давно искали способы безопасного выделения единичных стволовых клеток из этих кластеров.«Предыдущие попытки решить эту проблему включали разбиение кластеров с использованием механических или химических методов, ни один из которых не является на 100 процентов эффективным», — сказали Джон А. Кесслер, профессор Кен и Рут Дэйви биологии стволовых клеток в Медицинской школе Файнберга и соавтор. исследования.Устройство, изготовленное из прозрачного гибкого полимера, имеет форму архимедовой спирали.
Когда жидкость, содержащая нервные стволовые клетки и клетки-предшественники, течет по спирали, силы инерции упорядочивают и сортируют клетки по размеру. Силы в микроканале устройства зависят от размера, поэтому они по-разному взаимодействуют с частицами разного размера в жидкости. Меньшие ячейки движутся к внутренней стенке устройства, а большие кластеры движутся к середине. Стволовые клетки отделяются от других клеток-предшественников и выделяются.
Медленный инерционный поток также снижает нагрузку на клетки, что приводит к высокому проценту (более 90 процентов) жизнеспособных клеток с сохраненной мультипотентностью.«Поскольку устройство работает в режиме низкого напряжения сдвига, оно очень бережно воздействует на стволовые клетки», — сказал Ченг Сун, доцент кафедры машиностроения, который также был автором статьи.Исследование, проведенное при поддержке Национального научного фонда и Национальных институтов здравоохранения, описано в выпуске журнала «Лаборатория на чипе» от 21 октября, опубликованного Королевским химическим обществом.
Шива Прасад Натамгари, аспирант лаборатории Эспинозы, был первым автором статьи.