Ciencias

Un dispositivo de bajo coste para hacer más segura la terapia celular

En la terapia celular, los médicos reprograman la piel o las células sanguíneas de algunos pacientes para crear células madre pluripotentes inducidas. Inducen a estas células madre a transformarse en células progenitoras para tratar lesiones de la médula espinal. Estos progenitores luego se trasplantan nuevamente al paciente para regenerar parte de la médula espinal lesionada. Sin embargo, las células madre pluripotentes que no se transforman completamente en progenitores pueden formar tumores.

Científicos del MIT y la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología han desarrollado un pequeño dispositivo para mejorar los tratamientos de terapia celular con mayor seguridad y eficacia. Desarrollaron un clasificador de células de microfluidos para eliminar las células indiferenciadas sin dañar las células progenitoras completamente formadas.

Este dispositivo recientemente desarrollado puede clasificar más de 3 millones de células por minuto sin productos químicos especiales. En el estudio, los científicos descubrieron que la combinación de varios dispositivos puede clasificar más de 500 millones de células por minuto.

Las células madre pluripotentes eran generalmente más grandes que las células progenitoras derivadas de ellas. Esto sucede porque las células madre pluripotentes tienen muchos genes que no han sido desactivados en su núcleo. Como estas células se especializan en funciones específicas, suprimen muchos genes que ya no son necesarios, reduciendo así el tamaño del núcleo. El dispositivo de microfluidos aprovecha esta diferencia de tamaño para clasificar las células.

Canales de microfluidos
Los canales de microfluidos en el chip de plástico del tamaño de una moneda de un cuarto forman una entrada, una espiral y salidas que producen células de diferentes tamaños. A medida que las células son forzadas a través de la espiral a velocidades muy altas, varias fuerzas, incluidas las fuerzas centrífugas, actúan sobre las células. Créditos: MIT

El chip de plástico contiene pequeños canales que crean una entrada para que entren las células, un camino en espiral y cuatro salidas donde se recogen células de diferentes tamaños. Cuando las células pasan a través de la espiral a altas velocidades, varias fuerzas, incluidas las fuerzas centrífugas, las empujan. Estas fuerzas ayudan a unir las células en un punto específico del flujo de fluido según su tamaño, separándolas efectivamente en diferentes salidas.

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Los investigadores descubrieron que podían mejorar el rendimiento del clasificador ejecutándolo dos veces. Primero, lo operan a una velocidad más lenta, lo que hace que más células gigantes se adhieran a las paredes mientras las células más pequeñas se separan. Entonces corren más rápido para separar las células más grandes.

El dispositivo funciona de forma similar a una centrífuga, pero no requiere intervención humana para recolectar las células clasificadas.

El dispositivo puede eliminar casi el 50% de las células más grandes en una sola pasada. Además, el dispositivo no utiliza ningún filtrado. Las limitaciones de los filtros son que se obstruyen o se estropean con el tiempo, por lo que un dispositivo sin filtro se puede utilizar durante mucho más tiempo.

Habiendo demostrado éxito a pequeña escala, los investigadores ahora están pasando a estudios más amplios y modelos animales para determinar si las células purificadas funcionan mejor cuando se introducen en organismos vivos.

Referencia de la revista:

  1. Tan Dai Nguyen, Wai Hon Chooi, Hyungkook Jeon y otros. Eliminación de alto rendimiento y sin etiquetas de células residuales indiferenciadas de células progenitoras de la médula espinal derivadas de iPSC. Medicina traslacional de células madre. DUELE: 10.1093/stcltm/szae002

Prudencia Febo

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