Los científicos del Instituto de Investigación de la Fundación de Células Madre de Nueva York NYSCF diseñaron con éxito una revolucionaria plataforma robótica de alto rendimiento que automatiza y estandariza el proceso de transformación de muestras de pacientes en células madre. Esta plataforma única, el NYSCF Global Stem Cell ArrayTM, por primera vez, brinda a los investigadores la escala para observar diversas poblaciones para comprender mejor las causas subyacentes de la enfermedad y crear nuevos tratamientos personalizados, que permitan la medicina de precisión en la atención al paciente.
Un artículo publicado en Métodos de la naturaleza demuestra cómo esta tecnología novedosa y altamente eficiente automatiza todo el proceso de generación de células madre específicas del paciente al tiempo que reduce la variabilidad resultante de las manipulaciones manuales. El sistema toma muestras de pacientes y las convierte en células que tienen la capacidad de convertirse en cualquier otro tipo de célula enel cuerpo, indujo células madre pluripotentes iPS. El Array puede convertir estas células iPS en tipos de células adultas en el cuerpo, como las células del corazón, las neuronas y las células del hígado. Los científicos del NYSCF construyeron el Array para que sea altamente modular permitiendo la producción celular personalizadapara abordar mejor las preguntas de investigación no abordadas.
"Nuestro objetivo es comprender y tratar enfermedades. Esta no es una búsqueda artesanal. Los investigadores necesitan observar poblaciones genéticamente diversas a escala, lo que significa crear grandes cantidades de células madre pluripotentes humanas estandarizadas.las capacidades de procesamiento paralelo hacen posible esta investigación ", dijo la directora ejecutiva y fundadora del Instituto de Investigación del NYSCF, Susan L. Solomon, autora del artículo.
The Array permitirá a los investigadores anticipar cómo las personas de entornos genéticamente diversos responden a los nuevos medicamentos, realizando 'ensayos clínicos en un plato'. Esta tecnología pionera permitirá a los investigadores identificar posibles problemas de toxicidad y metabolismo de los medicamentos en las células humanas, en lugar deen animales, antes de llevar medicamentos a los pacientes. La Sra. Solomon explicó: "Esto tiene el potencial de ahorrar miles de millones de dólares en el desarrollo de medicamentos y limitar los peligros para las personas que participan en esos ensayos clínicos; reduciendo drásticamente la cantidad de tiempo que actualmente se dedica aensayos clínicos en humanos "
"La capacidad de probar medicamentos en miles de pacientes en un plato cambiará la forma en que curamos la enfermedad. Estaremos más informados sobre cómo se comportarán los candidatos a fármacos en los pacientes antes de la fase de ensayo clínico que acelere el proceso de descubrimiento. Esta tecnología nos permitirápara llevar tratamientos de medicina de precisión y productos farmacéuticos personalizados a más pacientes ", señaló el Dr. Thomas Singer, Vicepresidente Senior, F. Hoffmann-La Roche Ltd, División de Productos Farmacéuticos.
La norma de la industria utilizada para convertir células adultas en células iPS requiere mucho tiempo, es laboriosa y produce resultados variables. Actualmente, los científicos toman células de la piel y, a mano, las exponen a una mezcla de moléculas que las hacen ver y actuar como embrionariasCélulas madre. Este proceso artesanal de creación de células iPS introduce el error humano y la variabilidad entre las líneas celulares resultantes, además de requerir meses de tiempo y atención práctica. Esta plataforma automatizada y robótica gradúa la producción de células madre de un enfoque clásico y práctico.a los estándares de alto rendimiento del siglo XXI. The Array fusiona el poder de la investigación específica del paciente hecha posible por las células iPS con la escala para observar patrones de población macroscópicos en un laboratorio.
"Este es un gran ejemplo de cómo las organizaciones sin fines de lucro pueden trabajar juntas para lograr avances importantes en tecnología. La capacidad de lograr escala y reproducibilidad aumenta enormemente la utilidad de las células madre para la terapéutica", dijo el Dr. Steven Hyman, Director deStanley Center for Psychiatric Research en el Broad Institute of MIT y Harvard y Harvard University Distinguished Service Professor of Stem Cell and Regenerative Biology, con respecto a la colaboración entre NYSCF y el Broad Institute para demostrar la variación reducida de las líneas de células madre hechas con NYSCFtecnología automatizada.
Las más de 600 muestras de piel utilizadas en este estudio en particular representan pacientes con enfermedades no diagnosticadas, afecciones de salud mental, enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y Alzheimer, individuos con otras enfermedades y aquellos sin enfermedades conocidas. La creación de tipos celulares específicos a partir de estoslos pacientes permiten a los científicos, por primera vez, fusionar datos del genoma humano con poblaciones genéticamente diversas a nivel mundial que brindan información sobre cómo la mala suerte genética y los factores ambientales pueden promover el inicio de la enfermedad. Además, la gran cantidad de células para estudiar generadas por el Array proporcionaLos investigadores tienen el poder de sacar conclusiones más amplias y trabajar con datos estadísticamente significativos.
"Las líneas celulares generadas por The New York Stem Cell Foundation usando el NYSCF Array son una herramienta importante para ayudarnos a comprender mejor y desarrollar nuevos tratamientos para prevenir o retrasar la progresión de la enfermedad de Parkinson, especialmente en combinación con datos emergentes de biomarcadores completos,"dijo el Dr. Todd Sherer, Director Ejecutivo de la Fundación Michael J. Fox, que no participó en el desarrollo de Array, al comentar sobre la innovación de NYSCF." La capacidad de probar rápidamente hipótesis en células humanas a gran escala será de gran utilidad.gran beneficio para nuestra búsqueda de investigación "
Después de que las células de los pacientes se reprograman en células iPS, la matriz selecciona células con características de crecimiento similares para su posterior estudio. La investigación demuestra que, cuando se realiza manualmente, este paso en la generación de células madre específicas del paciente introduce una variación significativa entre las líneas celulares.La variación derivada de las técnicas puede ocultar importantes diferencias genéticas entre los pacientes. La matriz reduce el ruido entre las líneas celulares pluripotentes resultantes, permitiendo que las diferencias basadas en la genética sean detectables, y los científicos avanzan para extraer soluciones reales y aplicables de su investigación.aumenta la eficiencia de convertir células adultas en células iPS.
"Para muchas enfermedades comunes como la diabetes y el Alzheimer, el uso de modelos de células madre para comprender estas enfermedades se ha basado en algunas mutaciones genéticas raras que afectan solo a un pequeño porcentaje de todos los pacientes. Sin embargo, ha sido difícil estudiar la genética más comúnfactores de riesgo que afectan a la mayoría de los pacientes con estas enfermedades utilizando modelos de células madre. Nuestro sistema automatizado permitirá experimentos con células madre a gran escala necesarios para comprender cómo estos factores de riesgo contribuyen directamente a la enfermedad ", Dr. Scott Noggle, Vicepresidente de Stem de la NYSCFCell Research y autor principal del artículo, explicado.
The Array proporciona el poder necesario para comprender el desarrollo y la enfermedad en poblaciones, probar tratamientos y realizar ensayos clínicos en un plato. Este sistema también hace posible la generación de líneas de células madre para realizar futuras terapias de reemplazo de células. La Célula Madre Global NYSCFArrayTM impulsa la investigación biológica hacia el futuro, cumpliendo con las demandas requeridas para realizar estudios en toda la población al tiempo que mejora el poder experimental y estadístico.
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Materiales proporcionado por Fundación de células madre de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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