Geny do żywych komórek można obecnie wprowadzać za pomocą mikrochipa przepływowego, urządzenia pracującego w systemie laboratorium na chipe (ang. lab-on-a-chip).
Nowy układ pozwala na radykalnie wyższą skuteczność procedury wprowadzania genów do wnętrza komórek macierzystych, donosi "Lab on a Chip".
"Tradycyjne metody dostarczania obcych genów do komórek ssaków opierają się na masowej, jednoczesnej reakcji wprowadzania tworzących geny fragmentów kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) za pomocą techniki elektroporacji lub wirusowych wektorów (dostarczycieli genów)" - mówi profesor Albert van den Berg z University of Twente (Holandia). Elektroporacja to metoda pozwalająca na utworzenie na krótki okres czasu przerwy w zewnętrznej powłoce komórki (błonie komórkowej), przez który to otwór wnika fragment DNA zawieszony w roztworze, w którym znajdują się żywe komórki.
Proces ten, indukowany za pomocą impulsu elektrycznego, jest w założeniu dość prosty, jednak charakteryzuje się bardzo niskim stopniem wnikania DNA do komórki - tylko 1-11 % wszystkich komórek poddawanych tradycyjnej elektroporacji wzbogaca się o dodatkowe DNA. By zwiększyć wydajność elektroporacji naukowcy opracowali nowy układ mikroprzepływowy o charakterze laboratorium na chipie, który podnosi stopień wnikalności DNA do 75 procent! Kluczem do sukcesu grupy badawczej profesora Alberta van den Berg'a z University of Twente okazał się odpowiednio opracowany układ mikrokanalików, który pozwala na precyzyjne ustawienie żywej komórki względem elektrod wymuszających proces elektroporacji.
Mikrochip składa się z dwóch mikroskopijnej średnicy kanalików, którymi przepuszczana jest ciecz w tym samym kierunku, jednak z różną prędkością. Szerszym kanalikiem ciecz przepływa wolniej, tutaj też znajdują się komórki do wnętrza których ma być wprowadzone DNA. Poprzez cieńszy kanalik ciecz przepuszczana jest szybciej, dzięki czemu w miejscach połączenia obu kanalików wytwarzane jest podciśnienie, które przyciąga komórki znajdujące się w wypełniającym szerszy kanalik roztworze.
W miejscu, gdzie łączą się oba kanaliki (gdzie przyssane zostają delikatnie komórki) znajdują się elektrody, które służą do wytworzenia otworu w błonie komórkowej, którym wniknie DNA, czyli do wywołania procesu elektroporacji. Po przyssaniu komórek szerszy kanalik wypełniony zostaje roztworem zawierającym właściwy fragment kwasu dezoksyrybonukleinowego, który ma zostać wprowadzony do wnętrza komórek.
Następnie przeprowadzana jest elektroporacja, a cząsteczki DNA z łatwością trafiają do przytrzymanej w miejscu komórki. Dzięki temu urządzeniu wydajność procesu elektroporacji wielokrotnie się zwiększyła: z maksymalnie 11 procent do obecnie osiąganych 75 procent! Według naukowców, tego typu chipy będą przydatne w wielu laboratoriach prowadzących badania między innymi na komórkach macierzystych, a wykorzystanie nowo opracowanych chipów pozwoli na zredukowanie kosztów jakie placówki badawcze muszą wydać na tego typu eksperymenty. (PAP)
poleca:
