Быстрее, больше, дешевле
Использование стволовых клеток несет большие перспективы для лечения многих заболеваний и травм, включая артроз, сахарный диабет и рак, благодаря их способности замещать поврежденные клетки. Однако современные технологии, используемые для сбора стволовых клеток, являются трудоемкими и долгими. Отсутствие модульности, высокая стоимость и частые ошибки ограничивают их применение.
Австралийские исследователи разработали воспроизводимую с помощью 3D-принтера уникальную систему для сбора стволовых клеток из биореакторов, несущую потенциал для высококачественного, широкомасштабного производства стволовых клеток по более низкой цене. Биоинженер профессор Маджид Варкиани из Технологического университета Сиднея возглавил исследование в сотрудничестве с промышленным партнером Regeneus – австралийской биотехнологической компанией, разрабатывающей методы лечения стволовыми клетками хронических воспалительных заболеваний.
Новая технология использует трехмерную печать и микрофлюидику для интеграции ряда производственных этапов в одном устройстве. Система в настоящее время находится на стадии прототипа.
Схема работы микрофлюидной системы.
Микрофлюидика основана на точном управлении жидкостью на микроскопическом уровне для манипулирования клетками и молекулами. Достижения в области 3D-печати позволили быстро создавать прототипы.
Новая система была разработана для накопления мезенхимальных стволовых клеток – взрослых стволовых клеток, которые могут делиться и дифференцироваться во множество тканей, включая кости, хрящи, мышцы, жировую и соединительную ткань.
Мезенхимальные стволовые клетки собираются из костного мозга, жировой ткани или крови человека. Затем их переносят в биореактор в лаборатории и объединяют с микроносителями, чтобы позволить клеткам размножаться.
Система объединяет два микромиксера, один спиральный микрофлюидный сепаратор и один микрофлюидный концентратор, для отбора и отделения мезенхимальных стволовых клеток от микроносителей и накопления их с последующей обработкой за короткое время, сохраняя жизнеспособность и функциональность клеток.
Система может быть масштабирована для выпуска больших объемов продукции. Важно отметить, что она является закрытой и работает без вмешательства человека. По словам авторов, с использованием той же технологии и рабочего процесса также могут быть решены проблемы создания в промышленных масштабах разных клеток, что снизит затраты и повысит качество ряда жизненно важных медицинских продуктов, включая стволовые клетки и CAR-T-клетки.
Статья L.Ding et al. A modular 3D printed microfluidic system: a potential solution for continuous cell harvesting in large scale bioprocessing опубликована в журнале Bioresources and Bioprocessing.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Technology Sydney: New solution for stem cell manufacturing.