Perangkat baru meningkatkan produksi sel punca untuk terapi Alzheimer

Para peneliti di Swedia mengatakan mereka telah menyempurnakan teknik untuk mengubah sel kulit biasa menjadi sel induk saraf, yang mereka katakan membawa mereka lebih dekat ke terapi sel personal yang terjangkau untuk penyakit Alzheimer danParkinson.

Dengan menggunakan perangkat mikrofluida yang dirancang khusus, tim peneliti telah mengembangkan pendekatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dan dipercepat untuk memprogram ulang sel kulit manusia menjadi sel punca pluripoten yang diinduksi (iPSC) dan kemudian mengubahnya menjadi sel punca saraf.

Penulis pertama studi tersebut, Saumya Jain, mengatakan platform tersebut dapat meningkatkan dan mengurangi biaya terapi sel dengan membuat sel lebih kompatibel dan diterima oleh tubuh pasien. Studi tersebut dipublikasikan dalam jurnal Advanced Science oleh para ilmuwan dari KTH Royal Institute of Technology.

Anna Herland, penulis senior studi tersebut, mengatakan studi tersebut menunjukkan penggunaan pertama mikrofluida untuk mengarahkan iPSC agar menjadi sel induk saraf.

Sel induk saraf dibedakan menggunakan platform mikrofluida. Foto: KTH Royal Institute of Technology

Transformasi sel normal menjadi sel punca saraf sebenarnya merupakan proses dua langkah. Pertama, sel-sel tersebut terpapar sinyal biokimia yang mendorongnya menjadi sel punca pluripoten (iPSC), yang dapat menghasilkan berbagai jenis sel.

Sel-sel tersebut kemudian dipindahkan ke dalam kultur yang meniru sinyal dan proses perkembangan yang terlibat dalam pembentukan sistem saraf. Langkah ini, yang disebut diferensiasi saraf, mengarahkan sel-sel tersebut untuk menjadi sel induk saraf.

Selama dekade terakhir, lingkungan laboratorium untuk jenis pekerjaan ini telah berangsur-angsur beralih dari tablet tradisional ke perangkat mikrofluida. Herland mengatakan platform baru ini merupakan peningkatan dalam mikrofluida untuk kedua langkah: pembuatan iPSC dan diferensiasi sel induk saraf.

Dengan menggunakan sel dari biopsi kulit manusia, para peneliti menemukan bahwa platform mikrofluida mempercepat komitmen sel terhadap nasib saraf pada tahap awal dibandingkan dengan sel yang dibedakan dalam pelat konvensional.

"Kami telah mendokumentasikan bahwa lingkungan terbatas pada platform mikrofluida meningkatkan komitmen untuk menghasilkan sel induk saraf," kata Herland.

Tampilan dekat chip mikrofluida yang digunakan untuk menginduksi sel punca. Foto: KTH Royal Institute of Technology

Jain mengatakan chip mikrofluida mudah dibuat menggunakan polidimetilsiloksan (PDMS), dan ukuran mikroskopisnya memungkinkan penghematan yang signifikan pada reagen dan bahan sel.

Platform ini dapat dimodifikasi dengan mudah untuk mengakomodasi diferensiasi menjadi jenis sel lain, imbuhnya. Platform ini dapat diotomatisasi, menyediakan sistem tertutup yang memastikan konsistensi dan keandalan dalam produksi populasi sel yang sangat homogen.

Tinjauan umum penelitian ini meliputi pembuatan perangkat, pemrograman ulang sel somatik menjadi sel punca pluripoten terinduksi (iPSC), dan induksi saraf iPSC menggunakan protokol penghambatan ganda SMAD untuk menghasilkan sel punca saraf.
A) Proses pembuatan perangkat mikrofluida dengan saluran setinggi 0,4 mm dan 0,6 mm untuk pemrograman ulang sel somatik (R) dan induksi saraf (N). Volume saluran dan volume total tercantum dalam tabel.
B) Tinjauan umum proses pemrograman ulang sel somatik menjadi iPSC pada perangkat mikrofluida dan pelat menggunakan transfeksi mRNA.
C) Tinjauan umum proses induksi saraf iPSC menjadi sel punca saraf pada perangkat mikrofluida dan pelat menggunakan protokol penghambatan ganda SMAD.
Sumber: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202401859

"Ini adalah langkah menuju kemudahan akses terhadap terapi sel yang dipersonalisasi untuk penyakit Alzheimer dan Parkinson," tambah Jain.

Penelitian ini juga melibatkan ilmuwan dari Karolinska Institutet dan Universitas Lund, yang berkolaborasi dalam konsorsium IndiCell.