Produzione automatizzata di cellule staminali
Lo screening basato sulle cellule è un metodo ampiamente usato negli studi di microbiologia, includendo la determinazione degli effetti dei farmaci e la valutazione della sicurezza di nuovi medicinali. Un recente miglioramento ai fini della scoperta di farmaci è dato dalle cellule staminali umane pluripotenti indotte (hiPSC), il quale rende possibile ottenere una medicina rigenerativa e/o personalizzata. Il progetto DROPTECH (Hanging drop based automated and parallelized cell technology platform for production and testing), finanziato dall’UE, ha sviluppato processi di manipolazione automatizzata per le cellule staminali pluripotenti, tra cui le hiPSC. I nuovi processi includono metodi di lettura integrata per l’uso delle cellule nei saggi ad alto rendimento e ad alto contenuto. La piattaforma è progettata per ottenere rapidamente proiezioni di embriotossicità e ridurre la necessità di test sugli animali. Il lavoro è iniziato con l’analisi dei requisiti di sistema e i ricercatori stanno sviluppando specifiche appropriate. Il team ha inoltre sviluppato vari flussi di lavoro standard in relazione alle cellule. I flussi di lavoro includono mantenimento, crioconservazione, recupero e differenziazione delle hiPSC in cellule cardiache, oltre all’invio di linee hiPSC caratterizzate da qualità controllata. Il flusso di lavoro completo è stato adattato per incorporare diversi perfezionamenti. I ricercatori hanno sviluppato un sistema per una produzione e manipolazione automatizzata degli aggregati di cellule staminali in forma di gocce pendenti. Tali gocce consentono il controllo delle condizioni relative alla coltura cellulare, con volumi ridotti.. La piattaforma consente di ottenere uno screening standardizzato ad alto rendimento nelle diverse applicazioni, tra cui identificazione dei composti del piombo, test di tossicità eccessiva e preparazione delle cellule per la medicina rigenerativa. Il test sulle cellule staminali embrionali (embryonic stem cell test, EST) rappresenta l’unico metodo attualmente approvato per il test di embriotossicità in vitro. Dunque i ricercatori hanno usato tale test per convalidare la piattaforma del progetto. Gli sviluppi hanno permesso l’automazione dei diversi processi EST, utilizzando sistemi robotici e microfluidici. I processi includono espansione delle cellule, formazione di corpi embrioidi, differenziazione cardiaca, aggiunta di composti nelle gocce pendenti e trasferimento in condizioni 2D. Il sistema cellulare utilizzato è stato trasferito con successo all’utilizzo di hiPSC. La piattaforma del progetto DROPTECH include soluzioni di monitoraggio per raccogliere automaticamente informazioni circa il potenziale di sviluppo di qualsiasi modello cellulare in uso. I risultati non hanno evidenziato differenze rispetto al precedente e complesso procedimento manuale. Il risultante sistema automatizzato permette una veloce ed efficiente manipolazione delle colture cellulari all’interno di goccioline, le quali faciliteranno il processo di analisi. Il nuovo metodo sarà di aiuto in ambiti quali scoperta di nuovi farmaci, test di tossicità e medicina rigenerativa.
Parole chiave
Cellule staminali, cellule staminali umane pluripotenti indotte, DROPTECH, manipolazione automatica, embriotossicit
