loader image

LATVIJAS

BIOMEDICĪNAS

PĒTĪJUMU UN STUDIJU CENTRS


BIOMEDICĪNAS PĒTĪJUMI UN IZGLĪTĪBA NO GĒNIEM LĪDZ CILVĒKAM

 

Projekta nosaukums: „Zāļu pakošana pacientu cilmes šūnu sekretētās vezikulās un testēšana personalizētā plaušu vēža uz čipa platformā”

Projekts tiek veikts Eiropas Reģionālā attīstības fonda (ERAF) 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” 4. kārtas ietvaros.

Projekta identifikācijas Nr.: 1.1.1.1/20/A/124

Projekta izpildes termiņš: 2021. gada 1. februāris – 2023. gada 30. novembris

Projekta kopējais finansējums: 540 540.53 EUR

Projekta zinātniskā vadītāja: Dr. biol. Artūrs Ābols

Sadarbības partneris: SIA “Cellboxlab”

Projekta kopsavilkums:

Projekta mērķis ir izstrādāt personalizētu NSCLC pacienta plaušu vēzi uz čipa (LCoC) un plaušu uz čipa (LoC) kā modeļa sistēmu, kur pārbaudīt pacienta MSC izdalīto ar zālēm piepildīto EV efektivitāti, salīdzinot ar zālēm bez EV.

Atkarībā no plaušu vēža stadijas, pacienti var saņemt dažādu veidu ārstēšanu, sākot no operācijas līdz staru terapijai un ķīmijterapijai, kā arī mērķa terapijai. Pateicoties ģenētiskajam skrīningam, pēdējās desmitgades laikā ir noteiktas vairākas specifiskas mutāciju vietas, uzlabojot mērķa terapijas efektivitāti individuāliem pacientiem. Pastāv arī molekulāri mērķētas terapijas, kuras vēl nav pārbaudītas plaušu vēža gadījumā, bet kuras varētu piemērot NSCLC gadījumos, kad audzējiem ir noteiktas ģenētiskas variācijas. Kaut arī pastāv dažādas ārstēšanas iespējas, joprojām ir iespējami uzlabojumi zāļu piegādē, kas varētu palielināt to specifiskumu un tādējādi samazināt nepieciešamo zāļu koncentrāciju un līdz ar to samazināt zāļu izraisītas blakusparādības. Ārpusšūnu vezikulām (EV) piemīt spēja pārnēsāt funkcionālās biomolekulas, piemēram, RNS, DNS, proteīnus un dažādus metabolītus savā lūmenā. Šī īpašība padara EV kā labas kandidātes zāļu piegādes lietošanai. Šobrīd, vairāki jauni pētījumi tiek veikti tieši, lai uzlabotu metodes, ar kādām EV varētu tikt izstrādātas, lai tās varētu izmantot par efektīvām zāļu transportēšanas līdzekļiem. Īpaša uzmanība tiek pievērsta EV, kas iegūtas no mezenhimālajām cilmes šūnām (MSC) to dabiskā audzēja šūnu tropisma dēļ. Tomēr pašreizējās metodes, lai sasniegtu šo mērķi līdz šim šī pieeja, ir pārbaudīta tikai vienkāršos in vitro modeļos vai dzīvnieku modeļos. Kā nākamais solis, būtu šo metožu testēšana uzlabotās un vairāk personalizētās in vitro sistēmās, piemēram, orgānu uz čipa platfromā

Informācija publicēta 01.02.2021.

Projekta progress:

2021. gada 1. februāris – 2021. gada 30. aprīlis

Pārskata periodā ir uzsākts sagatavot CMĒK atļaujas pieteikums pacienta parauga ievākšanai un saskaņoti protokoli pacienta parauga ievākšanai ar ārstiem. Tiek veikts intensīvs darbs ar literatūru, lai saplānotu protokolus plauša vēža šūnu izdalīšanai un organoīdu izveidošanai no pacientu operācijas materiāla, normālu fibroblastu izdalīšanai un to pārprogrammēšanai inducētās pluripotentās cilmes šūnās (iPSC). Kā arī tiek sastādīti protokoli iPSC diferencēšanai uz plaušu epitēlija, endotēlija un inducēto mezenhimālo cilmes šūnām. Tiek sastādīti reaģentu saraksti nepieciešamiem eksperimentiem. Paralēli tiek testēst no cilmes šūnām iegūtas ārpus šūnu vezikulu (ASC52telo) uznešana uz pirmiem plaušu vēzis uz čipa (LCOC) prototipiem, kas izveidoti izmantojot stabilas šūnu līnijas A549 un HUVEC.

Informācija publicēta 30.04.2021.

Projekta progress:

2021. gada 1. maijs – 2021. gada 31. jūlijs

Šajā pārskata periodā mēs strādājām pie TEER elektrodu dizaina CAD lietotnē. Papildus šim, mēs esam veikuši literatūras apskatu par optimālāko plānās kārtiņas elektrodu biezumu un pēc tam esam veikuši sākotnējos elektrodu nogulsnēšanās testus, izmantojot termisko iztvaikošanu. Turklāt, sekojošām bioloģiskām pārbaudēm ir izgatavotas piecas LOC ierīces. Pēc tam izstrādātās ierīces tika pārbaudītas ar ārpusšūnu matricas (ECM) apstrādes procesu, funkcionalizāciju ar HUVEC (cilvēka nabas vēnu endotēlija šūnām), HSAEC (cilvēka mazo elpceļu epitēlija šūnas). Rezultātā ECM apstrādes, šūnu sēšanas protokols tika optimizēts, lai iegūtu funkcionālus modeļus. Nākamie LOC modeļi tiek audzēti funkcionāliem LOC modeļa testiem ar biosensoriem un ALI (Air liquid interface) izveidei.

Informācija publicēta 30.07.2021.

Projekta progress:

2021. gada 1. augusts – 2021. gada 31. oktobris

Šajā pārskata periodā mēs strādājām pie pirmās plaušas uz čipa (LOC) iekārtas versijas, kas izgatavotas no Off-stoichiometry thiol-ene polymer (OSTE) un termoplastikas ar plānslāņa TEER (trans epitēlija elektriskās pretestības) elektrodiem. Veicām plānās kārtiņas elektrodu un   savstarpējo savienojumu optimizācijas. Pašlaik mēs pārbaudām starpsavienojumus, kas izgatavoti no epoksīda ar sudrabu, kas sacietē zemā temperatūrā (60C). Zemas temperatūras lodēšanas pasta (138C) tiek pārbaudīta arī ar siltumu, kas ir piemērots TEER savienojumiem. Esam uzsākuši pārbaudīt komerciālo hiPSC (cilvēka inducētās pluripotentās cilmes šūnas) diferenciāciju protokolus par endotēlija šūnām  ar STEMCELL Technologies reaģentiem, kas tiks izmantoti Loc4Ev ierīču personalizēšanai. LOC ierīces ar integrētu TEER biosensoru tika funkcionalizētas ar HUVEC (cilvēka nabas vēnas endotēlija šūnām) un A549 šūnām, lai pārbaudītu TEER funkcionalitāti. Tika sagatavota lekcija medicīnas doktorantūras studentiem par orgāniem uz čipa, tostarp LOC. 

Informācija publicēta 30.10.2021.

Projekta progress:

2021. gada 1. novembris – 2022. gada 31. janvāris

Šajā pārskata periodā mēs strādājām O2 biosensoru integrēšanas plaušas uz čipa iekārtās izgatavotās no Off-stoichiometry thiol-ene polimēra (OSTE) un termoplastikas. Sensori tika testēti gan šķidrumos, tādos kā 1xPBS un šūnu barotne, gan gāzu maisījumos, kas atrodas šūnu kultivēšanas inkubatoros normoksijas un hipoksijas apstākļos. Ir optimizēts komerciālo hiPSC (cilvēka inducētās pluripotentās cilmes šūnas) diferenciācijas protokols par endotēlija šūnām ar STEMCELL Technologies reaģentiem, kas tiks izmantoti Loc4Ev ierīču personalizēšanai. Šobrīd notiek darbs pie cisplatīna pakošanas mezenhimālo cilmes šūnu sekretēto ārpusšūnu vezikulās metodoloģijas optimizēšanas. 

Informācija publicēta 31.01.2022.

Projekta progress:

2021. gada 1. februāris– 2022. gada 30. aprīlis

Visā pārskata periodā esam optimizējuši ierīces dizainu, lai uzlabotu OSTE aizpildījumu ierīces sānu sienās, kā rezultātā ir uzlabojusies TEER ierīču ražošanas ražība. Veidnēm ir izvēlēts alternatīvs materiāls, kas ir ievērojami samazinājis daļiņu piesārņojumu uz plānās kārtiņas TEER elektrodiem, tāpēc pretestības variācijas no kanāla uz kanālu tagad ir <10% pašreizējam protokolam, kas pārbaudīts vairākās ierīcēs. Turklāt uzlabotais ierīces dizains ir ļāvis iekļaut 3 skābekļa mērīšanas portus vienā čipā pretstatā sākotnējam dizainam ar 2 portiem katrā čipā. Eksperimenti ar skābekļa sensoru čipos tagad tiek bioloģiski apstiprināti. Ir pabeigts darbs pie cisplatīna pakošanas mezenhimālo cilmes šūnu sekretēto ārpusšūnu vezikulās metodoloģijas optimizēšanas. Paralēli tika uzsākts ar cisplatīnu pildīto arpus šūnu vezikulu testēšana uz plaušu vēzis uz čipa un plaušas uz čipa, kas izveidots no komericālām pirmārām šūnām un stabilām šūnu līnijām, salīdzinājumā ar EVs bez cisplatīna un cisplatīnu bez EVs. Papildus šajā laika posmā mēs iesaistījāmies projekta tēmas publicēšanā Rīgas Tehniskās Universitātes studentu padomes organizētajā tiešsaistes intervijā Spiikiizi studijā ar nosaukumu “Kā būtu, ja?”.

Informācija publicēta 29.04.2022.

Projekta progress:

  1. gada 1. maijs – 2021. gada 31. jūlijs

TEER saturošās ierīces tika pārbaudītas, audzējot komerciālās primārās un stabilās šūnu līnijas plaušas uz čipa un plaušu vēzis uz čipa izveidošanas laikā, kā arī ALI izveidošanas laikā. Ir izstrādāts skābekļa sensora novietojums ārpus ierīces dizains. Ir optimizēta HPLC metodoloģija, lai mērītu cisplatīnu EVs. Kā arī ir izstrādāta EV krāsošana ar SYTOX EV uzņemšanas eksperimentiem. Turklāt šajā periodā piedalījāmies un plašākai sabiedrībai prezentējām pētniecības projekta tēmas sarunu festivālā LAMPA Cēsīs, Latvijā.

Informācija publicēta 29.07.2022.