تهدف هذه المقالة إلى توفير إجراءات معالجة فعلية ومفصلة لنظام زراعة آلي للخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يسببها الإنسان (iPSC) ، والتي أنتجناها بالتعاون مع شركة ، وإظهار نتائج تمثيلية.
منذ نشر المقال في عام 2007 ، جذبت iPSC الانتباه في جميع أنحاء العالم1. نظرا لأعظم ميزة لها تتمثل في القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا الجسدية ، فمن المتوقع أن يتم تطبيقها في مجالات مختلفة مثل الطب التجديدي ، وتوضيح أسباب الأمراض المستعصية ، وتطوير أدوية علاجية جديدة 2,3. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام الخلايا الجسدية البشرية المشتقة من iPSC يمكن أن يقلل من التجارب على ، والتي تخضع لقيود أخلاقية كبيرة. على الرغم من أن العديد من iPSCs المتجانسة مطلوبة باستمرار للبحث عن طرق جديدة مع iPSCs ، إلا أن إدارتها شاقة للغاية. علاوة على ذلك ، فإن التعامل مع iPSC أمر صعب بسبب حساسيته العالية ، حتى للتغيرات الثقافية والبيئية الدقيقة.
لحل هذه المشكلة ، من المتوقع أن تؤدي أنظمة الثقافة الآلية المهام بدلا من البشر. طورت بعض المجموعات عددا قليلا من أنظمة زراعة الخلايا الجذعية البشرية الآلية متعددة القدرات لصيانة الخلايا والتمايز ونشرت إنجازاتها4،5،6. تجهز هذه الأنظمة ذراعا (أذرع) روبوتية متعددة المفاصل. لا تتمتع الأذرع الروبوتية بميزة من حيث أنها تحاكي حركات الذراع البشرية فحسب ، بل إنها أيضا تعيب من حيث أنها تتطلب تكلفة (تكاليف) أعلى للذراع (الذراعات) ، وتغليف نظام أكبر وأثقل ، وجهود تعليمية تستغرق وقتا طويلا من قبل المهندسين للحصول على الحركات المستهدفة 7,8. من أجل تسهيل إدخال الجهاز إلى المزيد من المرافق البحثية في نقاط الاستهلاك الاقتصادي والمساحي والموارد البشرية ، قمنا بتطوير نظام ثقافة آلي جديد لصيانة وتمييز iPSC إلى أنواع مختلفة من الخلايا9.
كان الأساس المنطقي للنظام الجديد هو اعتماد نظام سكة حديد المحور X-Y-Z بدلا من الأذرع الروبوتية متعددة المفاصل9. لاستبدال الوظائف المعقدة الشبيهة باليد للأذرع الروبوتية ، قمنا بتطبيق فكرة جديدة على هذا النظام ، والتي يمكنها تلقائيا تغيير ثلاثة أنواع من أطراف الذراع الوظيفية المحددة. هنا ، نشير أيضا إلى كيف يمكن للمستخدمين بسهولة عمل جداول المهام بأوامر بسيطة على البرامج بسبب عدم وجود متطلبات لمساهمات المهندسين طوال العملية.
أظهر أحد أنظمة الاستزراع الروبوتي صنع أجسام جنينية باستخدام 96 لوحة بئر كمجاميع خلايا ثلاثية الأبعاد للتمايز4. لا يمكن للنظام المذكور هنا التعامل مع 96 لوحة بئر. حقق أحدهما درجة ممارسات التصنيع الجيدة الحالية (cGMP) باستخدام خط الخلية ، على الرغم من أنها لم تكن خلية جذعية بشرية متعددة القدرات5. تم الآن تطوير نظام الاستزراع الآلي المفصل هنا بهدف محدد هو مساعدة التجارب المعملية (الشكل 1). ومع ذلك ، فإنه يحتوي على أنظمة كافية للحفاظ على مستويات نظيفة تعادل خزانة أمان من المستوى الرابع.