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#Neues aus der Industrie
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Dünne Mikrogele verkapseln und schützen therapeutische Zellen
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Zellbasierte Therapien, wie z.B. die Verabreichung von Stammzellen, erfordern eine Möglichkeit, Zellen in einer Schutzverpackung zu verkapseln, damit sie nicht zerstört und vom Körper ausgewaschen werden. Es gab erfolgreiche Versuche, therapeutische Zellen in Hydrogelen zu enthalten, aber die daraus resultierenden Materialien waren sperrig und konnten nicht intravenös verabreicht werden.
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Jetzt haben Forscher des Harvard's Wyss Institute eine Möglichkeit entwickelt, einzelne Zellen in dünnwandige Hydrogele zu verpacken, die dann intravenös injiziert werden können, um therapeutische Aufgaben zu übernehmen. Darüber hinaus führt ihr Ansatz dazu, dass fast alle Vesikel genau eine Zelle im Inneren haben, eine enorme Verbesserung gegenüber früheren Versuchen, die unter einer schlechten Effizienz litten. Und als Süßstoff können die so eingekapselten Zellen eingefroren und später aufgetaut werden, wenn sie tatsächlich in einem Verfahren eingesetzt werden müssen, was den klinischen Arbeitsablauf erheblich vereinfacht.
Bisher wurde diese Technologie an Labormäusen getestet, aber in ihrer Studie, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences berichtet wurde, konnten die Wyss-Forscher die Wirksamkeit von mesenchymalen Stammzellen, die mit dieser Verkapselungstechnik geliefert wurden, deutlich verbessern. Das liegt wahrscheinlich daran, dass die dünnen Wände des Hydrogels die Zelle im Inneren schützen, so dass sie Zeit hat, ihre Arbeit zu tun, und gleichzeitig die Zelle mit ihrer Umgebung interagieren kann.
"Dies ist eine spannende und wichtige Erweiterung zellbasierter Biomaterialien auf die Ebene der Einzelzellen, die dann sowohl als präziser Baustein für größere Zellstrukturen als auch als Mittel zur Untersuchung des Verhaltens auf der Ebene der Einzelzellen dienen können und einen beispiellosen Einblick in die Funktion und Eigenschaften der Zellen geben", sagt Dr. Weitz, einer der Leiter der Forschung.
Eine Mitteilung des Wyss Institute erklärt kurz den Verkapselungsprozess:
Wie bei den bisherigen Techniken beschichtete das Team zunächst Zellen mit Calciumcarbonat-Nanopartikeln, ein Schritt, der die Zellverkapselung beim Mischen mit einer Alginat-Polymerlösung erleichtert. Aber zum ersten Mal vor dem Mischen mit einer Polymerlösung wusch das Team die Nanopartikel, die nicht an den Zellen haften geblieben waren, mit einer Wasser- und Ölemulsion in einem mikrofluidischen Gerät weg. Was blieb, waren überwiegend mikrogelgekapselte Einzelzellen.
Die Forscher können bereits in wenigen Minuten Tausende von Zellen in die dünnen Hydrogele packen, und wenn der Prozess des Gewebeaufbaus weiter verfeinert wird, könnte die neue Technik ein Bestandteil davon sein, wie neue Gewebe zellweise gedruckt werden.