Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

inżynieria w skali mikro w biologii komórki

Micro-scale Engineering for Cell Biology

Inżynieria w skali mikro w biologii komórki

Joel Goldman. Jestem profesorem adiunktem inżynierii elektrycznej i informatyki w MIT. Pracuję tutaj od pięciu lat.Ogólnie rzecz biorąc, zajmujemy się inżynierią w mikroskali zastosowaną w biologii komórki. Nasze badania koncentrują się w dwóch głównych obszarach. Pierwszym z nich jest ogólnie cytometria komórkowa, obejmująca m.in. tworzenie platform w mikroskali służących do sortowania komórek.W dużej mierze opiera się to na możliwości sortowania po mikroskopii, czyli zdolności do obrazowania, a następnie izolowania różnych komórek lub tworzenia określonych macierzy komórek, w których komórki typu A znajdują się obok komórek typu B i są poddane bodźcowi C – o takie funkcjonalności chodzi. Druga część laboratorium koncentruje się na mikrotechnologiach w biologii komórek macierzystych. Głównym obszarem zainteresowań są tam embrionalne komórki macierzyste, ze szczególnym uwzględnieniem procesu samoodnawiania.Stosujemy kilka różnych podejść. Przeprowadzamy hodowle mikrofluidyczne, w których wykorzystujemy perfuzję cieczy, aby uzyskać lepszą kontrolę nad sygnalizacją dyfuzyjną. Wykonujemy również wzorcowanie kolonii, aby móc kontrolować interakcje między koloniami.Następnie przeprowadzamy wzorowanie komórek i w tym miejscu zastosowanie znajduje bio flip chip, który jest w istocie metodą transportu pojedynczych komórek i rozmieszczania ich w określonych konfiguracjach. Badanie ich na płytce jest fantastycznym podejściem i w ciągu ostatnich 25 lat, korzystając z tej metody, mogliśmy dowiedzieć się bardzo wiele o biologii komórek macierzystych. Jest to zatem świetna metoda i jeśli przynosi zamierzone efekty, należy z niej korzystać.Istnieją jednak sytuacje, w których kluczowa jest dodatkowa możliwość kontroli na poziomie skali komórkowej. Biorąc pod uwagę, jak ściśle regulowany jest rozwój in vivo, nie jest trudno wyobrazić sobie, że zdolność do kontrolowania interakcji między komórkami, podłoża, na którym się znajdują, oraz środowiska, w którym są zanurzone, w sposób zależny od czasu w skali komórkowej, będzie miała istotne znaczenie dla rozwoju tkanek. W przypadku morfogenezy i tego typu zdarzeń, podczas opracowywania terapii, niezwykle ważne jest rzeczywiste zrozumienie fundamentalnych podstaw biologicznych przyczyn danego zjawiska.Wielu naszych urządzeń służy zatem do rozstrzygania fundamentalnych kwestii, takich jak pytanie, dlaczego embrionalne komórki macierzyste decydują się na samoodnawianie? Samoodnawianie w przeciwieństwie do różnicowania. Pojawia się również kwestia skalowania produkcji – w takim przypadku kluczowe jest zrozumienie, jakie czynniki mają istotne znaczenie dla tego procesu.Zatem na przykład w przypadku bio flip chipa zaczynamy zadawać pytania o to, w jakich warunkach i w jaki sposób należy hodować komórki, aby zmaksymalizować interesujący nas parametr, taki jak wydajność wysiewu komórek niezróżnicowanych i tak dalej. Chodzi o tego typu kwestie. Po trzecie, powiązane z tym są wszystkie pytania dotyczące tego, dlaczego mysie komórki macierzyste iPSC różnią się od ludzkich komórek macierzystych iPSC?Czym się one różnią? Czy jest to artefakt hodowlany? Czy jest to cecha fundamentalna?W przypadku tego rodzaju pytań sądzę, że w ciągu najbliższych pięciu do 10 lat zaczną pojawiać się nowe terapie oparte na embrionalnych komórkach macierzystych, których zdaniem nie zaprezentowano jeszcze w pełni. Jednakże niektóre z ostatnich prac dotyczących przeprogramowania oraz punkty końcowe, które udaje się osiągnąć, są bardzo, bardzo imponujące.Sądzę zatem, że o ile kilka lat temu powiedziałbym, że do tego momentu pozostało 20 lat, to teraz uważam, że jest to bliżej pięciu do 10 lat.

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Inżynieria w mikroskali dla biologii komórki

MIT - Massachusetts Institute of Technology.  Inżynieria w mikroskali dla biologii komórki

Inżynieria w skali mikro w biologii komórki

W tym artykule

Oświadczenia

Przedruki i uprawnienia

Tagi