Wiadomości i Tematy

09 mar 2016

Sukces w wygenerowaniu komórek wyspowych z ludzkich komórek iPS
- Rozwój systemu hodowli typu mikro kanałowego -

ARKRAY, Inc. udało się opracować system hodowli typu kanałowego w celu skutecznego wygenerowania komórek wyspowych*1 z ludzkich komórek iPS. Dodatkowo potwierdzono, iż komórki wyspowe są zdolne do wydzielania insuliny w oparciu o stężenie glukozy. Oczekuje się, iż system znajdzie zastosowanie przy leczeniu przeszczepowym komórek wyspowych, przy badaniach nad odkryciem lekarstw i w przyszłości w podstawowych badaniach nad cukrzycą.
System opracowała Japońska Agencja Nauki i Technologii we współpracy z Kyotu University poprzez 'Program Ośrodka Innowacji (COI).

Tło badania

Insulina, która jest jedynym hormonem obniżającym poziom glukozy w ludzkim ciele, jest generowana i wydzielana wyłącznie przez komórki wyspowe wewnątrz trzustki. Wzrost poziomu glukozy powoduje jej uwolnienie. W przypadku gdy wydzielanie insuliny ulega zmniejszeniu na skutek uszkodzenia komórek wyspowych, dochodzi do powstania chronicznej hiperglikemii (cukrzyca), która w konsekwencji może doprowadzić do wystąpienia komplikacji takich jak niewydolność nerek, retinopatia i neuropatia. Jako że uszkodzone komórki wyspowe nie podlegają reprodukcji, zostaje przeprowadzony przeszczep trzustki i komórek wyspowych. Jakkolwiek istnieje poważny problem związany z niedostatkiem dawców, co stanowi przeszkodę w rozwoju leczenia poprzez przeszczep. Duże nadzieje wiązane są z medycyną regeneracyjną. Jawi się ona jako rozwiązanie polegające na sztucznym wygenerowaniu komórek wyspowych z ludzkich komórek iPS/ES. Z drugiej strony zdrowe ciało ludzkie posiada około milion komórek wyspowych i nasze wyzwanie powinno skupić się nad tym jak wygenerować wystarczającą ilość komórek wyspowych w celu leczenia przeszczepowego i jak opracować metodę wygenerowania o określonej jakości. W tych okolicznościach, ARKRAY, Inc. (zwana dalej, ARKRAY) przeanalizowała prostą metodę dążącą do bezpiecznej kultury komórek iPS i w 2014 roku odniosła sukces opracowując ultra małe urządzenie do hodowli ludzkich komórek iPS z pojedynczej komórki..

Szczegóły

ARKRAY, Inc. udało się opracować nowy system hodowli typu mikro kanałowego w celu skutecznego wygenerowania komórek wyspowych*1 z ludzkich komórek iPS. Ponadto odkryto, iż wygenerowane komórki wyspowe są zdolne do utrzymywania funkcji wydzielniczej insuliny opartej na stężeniu glukozy, podobnie jak komórki wyspowe w ludzkim ciele.

W porównaniu do konwencjonalnych metod wykorzystujących szalki do hodowli komórkowych i szerokie instrumenty do hodowli, niniejszy system posiada następujące właściwości:

◯ Wolność umieszczania z zasilaniem baterii

◯ Dedykowany program umożliwia zaprogramowane sterowanie czynnością pompy w celu wymiany hodowli/rozwiązań związanych z odpadami, co zwalnia ludzi z codziennego przemieszczania medium w hodowli komórek.

◯ Umożliwia długoterminowe przechowywanie hodowli wewnątrz urządzeń kanałowych*2

Znajduje zastosowanie w analizie odpowiedzi komórkowej.

Przyszły rozwój

Niniejszy system pozwala na fizyczną kontrolę środowiska hodowli, w związku z czym skala hodowli może zostać łatwo rozbudowana poprzez wygenerowanie wielokrotności tych samych struktur. Aktualnie opracowywany jest system hodowli wraz z zautomatyzowaną wymianą hodowli, kontrolą temperatury i kontrolą stężenia CO2. Następnie zostanie on poddany analizie mającej na celu ustalenie możliwego zastosowania komórek innych niż komórki wyspowe oraz ekspansję i automatyzację systemu. ARKRAY nieustanie dąży do przyczyniania się do dostępności najnowszych osiągnięć medycyny i do ulepszania jakości życia pacjentów.

ARKRAY zamierza wziąć udział w wystawie 15-stego Kongresu Japońskiej Spółki ds. Medycyny Regeneracyjnej (Marzec 17 - 19, 2016 w Osaka) w celu przedstawienia systemu i wdrożenia czynności badawczych.
◇Informacja na temat 15 stego Kongresu Japońskiej Spółki ds. Medycyny Regeneracyjnej ◇
 Data i godzina: Czwartek, 17 marca do Soboty, 19 marca, 2016.
 Międzynarodowy Ośrodek Konwencji Venue Osaka

Terminologia

*1 Tkanki endokrynne które pracują w celu poprawienia wartości glukozy w trzustce zwane są tkankami wyspowymi. Hormon (glukagon) który podnosi poziom glukozy wydzielany jest przez arfa.jpg komórki, zaś hormon (insulina) który obniża poziom glukozy wydzielany jest przez komórki b β.

*2 Jasna& przejrzysta struktura kanału polidimetylosiloksanu (PDMS) z wielokrotnymi mikrostudzienkami umieszczonymi w dole. Rozsiane komórki tworzą agregat w studzience i są utrzymywane w bezpiecznych warunkach podczas okresu hodowli wynoszącego około 1 miesiąc.

Informacja referencyjna

20160307_2_01e.jpg
Przenośne urządzenie do hodowli 20160307_2_02e.jpg
Ludzkie komórki iPS hodowane przez owe urządzenie
20160307_2_03e.jpg
Obraz hodowli na średnim etapie inicjacji różnicowania (dzień 13) (na górze)
Agregat na końcowym etapie inicjacji różnicowania (dzień 27) (na górze)
20160307_2_04e.jpg
Marker arfa.jpg komórek wyspowych (po lewej), Marker komórek βwyspowych (po prawej)
Wygląd agregatu na końcowym etapie inicjacji różnicowania będącego poddawanego analizie przy pomocy barwienia immunologicznego
Potwierdzono odpowiednio wygenerowanie glukagonu i insuliny.

Wykorzystujemy (i) niezbędne pliki cookie umożliwiające użytkownikom korzystanie z usług dostępnych na stronie internetowej, (ii) funkcjonalne pliki cookie w celu zapewniania prawidłowego działania funkcji przeglądania, (iii) analityczne pliki cookie umożliwiające analizowanie ruchu na stronie internetowej oraz (iv) wydajnościowe pliki cookie, które zliczają liczbę odwiedzin i źródła ruchu w celu usprawniania działania strony internetowej.
Użytkownik może nie wyrazić zgody na wykorzystywanie funkcjonalnych i/lub analitycznych i wydajnościowych plików cookie, klikając przycisk OPCJE.
Kliknięcie przycisku WYRAŻAM ZGODĘ oznacza zgodę na wykorzystywanie wszystkich opisanych powyżej rodzajów plików cookie.

Po odwiedzeniu naszej strony internetowej poniższe pliki cookie wykorzystywane są w różnego rodzaju celach i na potrzeby poprawy jakości korzystania ze strony internetowej. Użytkownik może zmienić swoje preferencje i wyrazić zgodę / nie wyrazić zgody na korzystanie z niektórych rodzajów plików cookie, które byłyby zapisywane na jego komputerze przy przeglądaniu niniejszej strony internetowej. Można to zrobić, zaznaczając poszczególne pola wyboru lub usuwając ich zaznaczenie. Należy jednocześnie pamiętać, że usunięcie plików cookie może wpływać na jakość korzystania z niniejszej strony internetowej.