Ein neuer Ansatz zur Stammzellsortierung
Die Charakterisierung und Sortierung von Stammzellpopulationen wird in der Regel mittels Durchflusszytometrie durchgeführt. Mehrere Faktoren wie etwa der Mangel an spezifischen Antikörpern, eine niedrige Konzentration von Stammzellen sowie die Notwendigkeit von Fluoreszenzmarkern limitieren bestehende Sortiertechnologien. Das Projekt SAVVY (Self-assembled virus-like vectors for stem cell phenotyping) zielte darauf ab, einen anderen partikelbasierten Ansatz für das Sortieren von Zellen zu entwickeln. Die Grundidee war, die molekularen Signaturen von heterogenen Stammzellpopulationen zu nutzen, um ihre effektive Trennung zu ermöglichen. Das Projekt nutzte intrinsische Unterschiede in der Zusammensetzung der Zellmembranen, um Stammzellpopulationen zu unterscheiden und schließlich zu sortieren. Der Ansatz von SAVVY erfordert keine Antikörper, Aptamere oder andere Biomarker und sie ist markierungsfrei und zu akzeptablen Kosten skalierbar. Dieser Ansatz basiert auf der Multiskalen-Montage von intrinsisch unähnlichen virusähnlichen Nanopartikel (NP), um neuartige multifunktionale Sonden für die Raman-Spektroskopie zu entwickeln. Das fertiggestellte Lebendzellsortiersystem muss NP-basierte Signalverstärker zusammen mit Raman-Spektroskopie in einem integrierten Mikrofluidik-Zellsortierer integrieren. Die Forscher konnten den Entwurf entwickeln, bei dem das Innere und die Oberfläche der Hemisphären des Vektors unabhängig gesteuert und funktionalisiert werden. Sie etablierten humane Stammzellkulturen und spezifische Differenzierungsprotokolle in Formaten für die Raman-Spektroskopie. Das SAVVY-Konsortium testete erfolgreich alle Prozessschritte des mikrofluidisch basierten Systems, etwa die Partikel-/Zellseparation, Einzelzellisolierung, Raman-Analyse und Zellsortierung. Jedes dieser einzelnen Module wurde charakterisiert und für jeden Funktionsschritt wurde nach der Optimierung ein Modul ausgewählt. Das SAVVY-Projekt schuf ein Proof-of-Concept für die Stammzellpopulationen, die durch multifunktionale Raman-Spektroskopie mithilfe von unähnlichen virusähnlichen Nanopartikeln als Sonden identifiziert/analysiert und sortiert werden sollen. Die Ergebnisse dieses Projekts sollten den Forschern helfen, Probleme im Zusammenhang mit der begrenzten Anzahl verfügbarer Antikörper und geeigneter Fluoreszenzmarker für die Stammzellenforschung zu überwinden. Der SAVVY-Ansatz zur Phänotypisierung und Sortierung ist wichtig für Stammzelltherapien, Geweberegeneration und neuartige Technologien in der Medizin. Diese Technologie könnte zu neuen diagnostischen Werkzeugen für diverse Krankheiten führen.
Schlüsselbegriffe
Stammzelle, Zellsortierung, SAVVY, Nanopartikel, Raman-Spektroskopie
