Poner la investigación de células madre en la vía rápida

Marcha 20, 2016 Admin Salud 0 8
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Los investigadores han creado métodos para estudiar millones de células tallos en los dispositivos del tamaño de un portaobjetos de microscopio estándar. Las técnicas permiten miles de experimentos individuales las células madre que se llevarán a cabo rápidamente y en paralelo en un dispositivo pequeño.

"Rensselaer está estableciendo rápidamente como un líder en el desarrollo de la tecnología de células madre que acelera la velocidad y la precisión de la investigación con células madre", dijo Robert Provost Palazzo. "Nuestros científicos e ingenieros están llenando un nicho vital en el esfuerzo científico global para desarrollar terapias médicas con células madre. Herramientas como éstas, que permiten alto rendimiento estudio de las células madre, avanzará rápidamente investigación con células madre en los laboratorios médicos de todo el mundo ".




Los dos grupos de investigadores utilizaron microarrays para el desarrollo de los laboratorios de células madre miniaturizado. Con esta técnica, los investigadores pueden realizar análisis de alto rendimiento del material o de las células en una sola diapositiva, el análisis de decenas de miles de muestras en un experimento. Cada uno de los equipos desarrollaron plataformas de microarrays especializadas independientes.

Contribuir al desarrollo de fármacos de las células madre

Un equipo dirigido por Jonathan Dordick, el Howard P. Isermann profesor de Ingeniería Química y Biológica, y visitar el estudiante de doctorado Tiago Fernández y el profesor Joaquim MS Cabral en el Instituto Superior Tйchinco-Lisboa, en Portugal se ha desarrollado una plataforma que mejorará la velocidad de descubrimiento nuevos fármacos, que revelan cómo ayudan diferentes moléculas u obstaculizan la función de las células madre.

La plataforma servirá como herramienta para el descubrimiento de nuevos fármacos que actúan sobre las células madre, dijo Dordick. Explicó que si bien este sistema tridimensional se puede utilizar para descubrir los materiales que apoyan el desarrollo de las células madre y el crecimiento, no todas las células madre son la pena salvar. "Una nueva investigación muestra que algunas células madre podrían ser el precursor del cáncer y la razón de que el cáncer vuelva a aparecer después de haber sido completamente erradicada por la quimioterapia", dijo. "Con esta plataforma que puede ser capaz de analizar rápidamente los nuevos candidatos a fármacos que se dirigen y matar a las células madre. En vez de ir a la célula hepática madura que se propaga el cáncer, usted puede tomar un hígado con células madre antes de dar comienzo a la desarrollo del cáncer ".

El dispositivo permitirá a los investigadores a la detección de drogas rápidamente miles de pequeñas moléculas (el elemento básico de muchos fármacos modernos) por su impacto en el destino de las células madre.

El grupo de Dordick fue capaz de preparar hasta 1.000 gotas tan pequeñas como 20 nanolitros en una diapositiva modificados químicamente. Las gotas contenían una mezcla de células madre embrionarias de ratón encerrados en un gel especializado. Los investigadores encontraron que en esta mezcla, las células permanecieron viables y pueden ser utilizados en diversas formas de detección basado en células.

Su investigación fue presentada en la 234a Reunión Nacional de la Sociedad Química Americana en Boston el 19 de agosto.

Ayudar a comprender la función de genes en las células madre

Un equipo independiente dirigido por el profesor de ingeniería química y biológica Ravi Kane y Rensselaer estudiante de doctorado Randolph Ashton creó una plataforma que permitirá a los investigadores a comprender rápidamente la función de las células madre como diferentes genes de impacto o de desarrollo.

"Hay millones de bases de ADN y decenas de miles de genes en el genoma humano", dijo Kane. "Con el fin de explorar cómo todas estas diferentes secuencias de ADN afectan a la función de células madre que necesita un rendimiento extremadamente alto."

Para convertirse en un órgano especializado, tejido o célula neuronal, una célula madre que se apunta en la dirección correcta, y que se cree que la guía para ser proporcionada por una compleja disposición de los genes. Si los investigadores pueden aislar las secuencias genéticas específicas que hacen que una célula madre se transforme en una célula neuronal, el ejemplo que Kane utilizó en su búsqueda, usted puede comenzar a desarrollar tratamientos médicos para enfermedades comunes, tales como la enfermedad de Parkinson utilizando las células madre infectadas con la disposición correcta de los genes para la producción de células neuronales sanas especialmente programado.

Kane y su equipo han desarrollado una técnica de moldeo especializada que se puede utilizar para entender rápidamente cómo diferentes secuencias genéticas afectan el desarrollo de células madre. El sello está cubierto con miles de dientes mircoscale, similar a la superficie de un LEGO®. Estas púas imprimen la superficie de la diapositiva correspondiente, la creación de una plataforma de microarrays con miles de chuletas adhesivas células individuales - los mejores platos mircoscale Petri. El sello maestro puede crear miles de superficies impresas sin la necesidad de una sala limpia o maquinaria sofisticada.

Para desarrollar la mezcla de las células madre añadidos a la superficie impresa, los investigadores primero crearon una biblioteca de células madre. Cada células madre dentro de esta biblioteca sería sobreexpresar una secuencia genética diferente. Las células de la biblioteca son entonces caer sobre la superficie microestructurada, de tal manera que cada rebaje contiene un solo tipo de célula. Esas poblaciones sembradas a continuación, se dividen para formar poblaciones clonales de células individuales. Una superficie impresa del tamaño de un portaobjetos de microscopio puede contener 3.500 poblaciones de células clonales.

Estas poblaciones se pueden cribar simultáneamente para los investigadores para determinar que las células tienen un comportamiento deseado (es decir, el desarrollo de las células neuronales sanas). El investigador entonces sabe inmediatamente lo que la secuencia de ADN es responsable de la conducta observada.

Para exhibir la eficacia de su tecnología, Kane y su grupo de cribado poblaciones clonales de células madre neuronales de rata para identificar una secuencia que promueve la proliferación de células madre neurales.

Su investigación será publicada en la próxima edición de la revista Stem Cells.

Dordick y Fernández fueron asistidos en su búsqueda de Seok Joon Kwon, Moo-Yeal Lee, Maria M. Diogo, y Claudia lobata de Silva. Kane y Ashton fueron asistidos por Joseph Peltier, Analeah O'Neill, Joshua Leonard y David Schaffer, de la Universidad de California en Berkley y Christopher Fasano y Sally Templo de Albany Medical College.

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