Page 14

139036_DTU-avisen_4_2013_final

Mikro-laboratorium til stamcelleforskning Mikro-laborato rium   Mikrofluidik er en slags mikro-laboratorium i kreditkortstørrelse. Teknikken har været kendt i en rum tid, men nok mest i ingeniørkredse, for det har nærmest krævet en uddannelse i sig selv at kunne benytte mikrofluidiksystemer. Med projektet ProCell har man på DTU Nanotech gjort det muligt for ikke-ingeniører at udnytte teknikken. Teknologien er faktisk opfundet med biologien for øje, men det er bare ikke særlig mange biologer, der kender til den. Med mikrofluidik kan man på kort tid gennemføre mange små forsøg på meget lidt plads. Inden for biologien arbejder man normalt med forsøg i meget større skala, og mange af de materialer, der bruges, er meget dyre. Især hvis man arbejder med stamceller. Med mikrofluidik har man mulighed for at lave mange forsøg på små chips. Det nye brugervenlige mikrofluidik-system er primært udviklet af civilingeniør Peder Skafte-Pedersen, der nu er ansat på Sophion Bioscience i Ballerup, i tæt samarbejde med cellebiolog Mette Hemmingsen, der er ansat som postdoc på DTU Nanotech. Hele projektet blev ledet af professor Henrik Bruus, DTU Nanotech/DTU Fysik. „Det system, jeg har været med til at udvikle, udmærker sig ved at være meget driftsikkert. Et stamcelleforsøg kan nemt tage flere uger, og hvis ikke systemerne fungerer uden nedbrud i hele den periode, er arbejdet og tiden med forsøgene spildt,“ fortæller P eder Skafte-Pedersen. Normalt dyrker man celler i ét plan, f.eks. i en petriskål, hvilket ligner miljøet i den menneskelige krop meget lidt. Med mikrofluidik-systemer derimod kan biologerne se, hvordan celler opfører sig i et tredimensionelt miljø, mens flowet af forskellige væsker og signalstoffer passerer forbi cellerne, ligesom de ville gøre i vævet i kroppen. Det integrerede mikrofluidik-system med pumper og væskebeholdere, som cellerne dyrkes i, kan også nemt føres over til mikroskopet, hvor man kan observere udviklingen. Skaber nye resultater Mange spår stamceller et stort potentiale inden for sundhedssektoren. Hvis man skal kunne bruge stamceller til at producere nyt væv, f.eks. efter en brandskade eller et fjernet bryst, er det afgørende, at stamcellerne ikke bliver til f.eks. knogleceller eller kræftceller. Hidtil har man troet, at stamceller forandrer og specialiserer sig, når de bliver udsat for nogle bestemte tilsatte signalstoffer til dyrkningsmediet. Men nye forskningsresultater har vist, at stamcellerne også selv er med til at styre forandringen. Ved hjælp af mikrofluidik-systemet er det vist, at stamcellerne udskiller et stof, som påvirker cellernes udvikling. Det er helt ny viden og kan være vigtig viden i fremtidig stamcelleforskning. Med ProCell har man kunnet lave mange sideløbende forsøg, holde øje med dem og kontrollere deres omgivelser undervejs. Mikrofluidikken gør det muligt at sende forskellige signalstoffer forbi cellerne med forskellige hastigheder. Derefter kan man så observere og analysere, om der er celler, som forandrer sig og dermed specialiserer sig. „Mikrofluidik-systemer kan gøre en forskel især inden for stamcelleforskning, da man kan kontrollere det omgivende miljø omkring stamcellen og se, om en stamcelle differentierer (specialiserer sig til en bestemt celletype, red.) eller ej, og i hvilken retning den differentierer,“ fortæller Mette Hemmingsen. Mette Hemmingsen har indtil videre kun gennemført forsøg med differentiering af voksen-stamceller til fedtceller, altså omkring den specifikke forandring fra stamcelle til fedtcelle. Fedtcellerne er nemme at arbejde med, fordi forandringen til fedtcelle let kan ses i et mikroskop. Helt fysisk kan man se fedtkugler vokse inde i cellerne. „Der er meget stor interesse omkring stamceller fra fedtvæv, fordi de er lette at skaffe, der ikke er nogen etiske anliggende at tage hensyn til og de samtidig har stort udviklings- og specialiserings potentiale,“ fortæller Mette Hemmingsen. Den nye opdagelse omkring differentiering er bare endnu et skridt på vejen mod klinisk stamcellebehandling. Og der er lang vej igen. Men projektet har vist, at samarbejdet mellem forskellige faglige discipliner måske kan gøre vejen lidt kortere. - Maria Viskinde Få mere at vide Mette Hemmingsen Postdoc, DTU Nanotech mette.hemmingsen@nanotech.dtu.dk Martin Dufva Associate Professor, DTU Nanotech Martin.dufva@nanotech.dtu.dk Henrik Bruus Projektleder og professor, DTU Fysik/Nanotech bruus@fysik.dtu.dk Ingeniører er kommet biologerne til undsætning ved at udvikle en nem og mere realistisk metode til dyrkning af menneskelige celler i laboratoriet. Det har allerede haft stor betydning i nyt stamcelleforskningsprojekt. Foto Kaare Smith 14


139036_DTU-avisen_4_2013_final
To see the actual publication please follow the link above