Projekti / Programi
Elektrozlivanje celic v biologiji, biotehnologiji in medicini
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.07 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
Biomedicinska tehnika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T115 |
Tehnološke vede |
Medicinska tehnologija |
elektrozlivanje, hibridne celice, hibridomi, dielektroforeza
Raziskovalci (13)
Organizacije (1)
Povzetek
Elektrozlivanje (elektrofuzija) bioloških celic je uporabna, vendar zaenkrat slabo izkoriščena metoda. Zlivanje celic ima pomembno vlogo v proizvodnji monoklonskih protiteles, v imunoterapiji različnih bolezni, in za pripravo DNA cepiv.
V predlaganem projektu bomo optimizirali parametre, ki vplivajo na zlivanje celic. Preučili bomo vpliv električnih parametrov in lastnosti medijev na izplen zlivanja celic, kot tudi na vpliv temperature in integritete tubulinskega citoskeleta. Primerjali bomo učinkovitost dveh najbolj uporabljanih metod za elektrozlivanje celic (najprej pulz, nato stik in najprej stik, nato pulz). Na podlagi pridobljenih eksperimentalnih rezultatov bomo načrtali in izdelali nove elektroporatorje, elektrode in komore za zlivanje celic. Izdelana oprema bo omogočala tudi zlivanje celic, ki se med seboj razlikujejo po optimalnih parametrih električnega polja.
Končni cilj projekta je preizkusiti uporabo metode zlivanja celic z električnimi pulzi za proizvodnjo monoklonskih protiteles in jo primerjati z uveljavljeno metodo zlivanja s polietilenglikolom (PEG). Pripravili bomo hibridomske celične linije iz humanih limfocitov in mišjih mielomskih celic ter z uporabo selektivnih medijev izolirali heterohibridome, ki proizvajajo določeno protitelo.
Pomen za razvoj znanosti
Elektrozlivanje bioloških celic je uporabna, vendar zaenkrat slabo izkoriščena metoda. Zlivanje ima pomembno vlogo v proizvodnji monoklonskih protiteles, v imunoterapiji različnih bolezni za pripravo celičnih cepiv, v zadnjem času pa so pokazali, da je zlivanje tudi mehanizem, po katerem poteka regeneracija tkiv pri celični transplantaciji. Vse biološke celice so dovzetne za elektrozlivanje, vendar se med seboj še dokaj nepredvidljivo razlikujejo v električnih in ostalih parametrih, ki so potrebni za doseganje optimalnega izplena viabilnih zlitih celic.
V izvedenem projektu smo preučili parametre električnega polja, ozmolarnost in prevodnost fuzijskega medija za več različnih vrst celic. Poznavanje optimalnih parametrov za elektroporacijo posameznih celičnih vrst je še posebej pomembno za izbiro optimalnih parametrov, ko zlivamo različne vrste celic med seboj.
Poznavanje vrednosti parametrov, s katerimi bi pokrili čim več različnih celic, je pomembno tudi za razvoj opreme za zlivanje celic (elektroporator, elektrode in komore). Na tem področju smo naredili nekaj posameznih korakov, kot so razvoj in izdelava večih specialnih elektrod, uporabniški grafični vmesnik v .NET okolju za krmiljenje novega prototipa elektroporatorja in nov generator bipolarnih oziroma sinusnih električnih pulzov, ki omogoča dielektroforetsko tvorjenje verig celic v suspenziji in s tem zlivanje celic po protokolu najprej stik in nato pulz.
Tekom razvoja elektrofuzije so raziskovalci uporabljali mnoge različne tehnike za doseganje stika med celicami. Popolne metode, ki bi ustrezala vsem aplikacijam, še ni. V okviru projekta smo preizkusili različne obstoječe metode za doseganje stika med celicami. Z modifikacijo metode zlivanja pritrjenih celic smo razvili novo metodo za doseganje stika med celicami, t.i. modificirano metodo pritrjevanja. S to metodo smo pridobili heterohibridome med mišjimi NS1 celicami in humanimi limfociti B. To je pomembno, saj je pridobivanje človeških monoklonskih protiteles še vedno trd oreh za raziskovalce.
Proces elektrofuzije še ni pojasnjen na molekularnem nivoju. V okviru tega projekta smo začeli s poskusi opazovanja zlivanja celic na nivoju tubulinskega citoskeleta. Ti poskusi bodo omogočili razumevanje mehanizma zlivanja in identifikacijo parametrov, ki vanjo vplivajo, pa so zaenkrat še nepoznani.
Pomen za razvoj Slovenije
Z vsebino elektrozlivanja smo se vključili v mednarodno znanstveno delavnico in podiplomsko šolo (international scientific workshop and postgraduate course), ki ga je v letu 2009 že četrtič zapovrstjo organiziral Laboratorij za biokibernetiko na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. S to vsebino smo obogatili program te šole, ki privablja vedno več udeležencev in študentov iz celega sveta.
TRONTELJ, Katja, UŠAJ, Marko. Cell electrofusion. V: KRAMAR, Peter (ur.), KANDUŠER, Maša (ur.). Workbook of the electroporation based technologies and treatments : international scientific workshop and postgraduate course, November 15-21, 2009, Ljubljana, Slovenia. 1. izd. Ljubljana: Založba FE in FRI, 2009, str. 33-35.
Novo področje elektrofuzije je bilo prenešeno tudi v pedagoški proces na Fakulteti za elektrotehniko, kjer so potekale raziskave.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
