Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки: от чашки Петри до заморозки и обратно
Разработанная в Университете Кобе процедура позволяет замораживать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) прямо в чашках для культивирования без потери их жизнеспособности или плюрипотентного состояния после размораживания. Это значительный шаг для автоматизации исследований, персонализированной медицины и разработки лекарств.
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки могут быть созданы из любой ткани человеческого тела и обладают способностью превращаться в широкий спектр тканей. Они необходимы для регенеративной медицины и исследований в области открытия лекарств.
Однако их производство, обработка и криоконсервация требуют передовых технологий и квалифицированного персонала, что делает их использование дорогим и непригодным для автоматизации или массового производства. Ключевым узким местом до сих пор было отсутствие техники для криоконсервации клеток непосредственно в чашке для культивирования, где они выращиваются в виде двумерных (2D) монослойных культур.
Прорыв в технике криоконсервации
Ранее исследователи изучили криоконсервацию 2D-культур раковых клеток и обнаружили, что аминокислота D-пролин проявляет замечательную эффективность в качестве криопротектора.
В статье в Biochemical Engineering Journal команда под руководством биоинженера Маруямы Тацуо сообщает, что они нашли метод криоконсервации для монослойных культур iPSC. Важно, что они показали, что их метод почти идеально сохраняет жизнеспособность клеток даже после трех месяцев заморозки, одновременно поддерживая их плюрипотентность.
«Мы добились успеха, используя D-пролин, недорогую аминокислоту, в качестве основного криопротектора. Мы показали, что он так же эффективен для традиционных суспензионных культур iPSC, как и обычные криопротекторы, но мы первые, кто опубликовал решение для 2D монослойных культур в их чашках для культивирования», — говорит первый автор исследования Морита Кента.
Детали протокола и будущие перспективы
Ключевым шагом в их протоколе было то, что перед замораживанием они ослабили межклеточную адгезию с помощью краткой ферментативной реакции. Это не только позволило криопротектору легче проникать в клетки, но и снизило физический стресс для клеток, уменьшив повреждения от заморозки.
«Разработанный нами метод прост и позволит легко автоматизировать криоконсервацию iPSC», — объясняет Морита.
iPSC можно использовать для создания тканей сердца, нервов, крови, мышц и других тканей для изучения эффективности лекарств, замены утраченной или поврежденной ткани и для других будущих методов лечения.
«Если наша технология позволит напрямую криоконсервировать монослои iPSC, их поддержание станет намного проще, чем сегодня. Автоматизация криоконсервации и размораживания с помощью роботов, наряду с возможностью использовать их сразу после размораживания для исследований или лечения, ускорит персонализированную медицину для отдельных пациентов и исследования по открытию лекарств», — говорит руководитель группы Маруяма.