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ゲイル・ダットン

エレクトロポレーションは、異種細胞サンプルから不要な細胞を除去し、細胞成分を抽出し、細胞膜を越えて分子を輸送する確立された方法です。 ただし、個々の細胞をターゲットにするには、事前選別または単一細胞技術が必要であり、多くの場合、細胞に損傷を与えます。

対照的に、フラウンホーファー細胞療法・免疫研究所の研究者らは、概念実証研究で、蛍光細胞の高品質な顕微鏡分析に基づいてリアルタイムで特定された所定の細胞にエレクトロポレーションできることを示した。 バルクエレクトロポレーションではなく高度に局所的な電場を適用する利点は、制御性と再現性の向上です。

マイクロ流体細胞処理および細胞分析のグループマネージャーであるMichael Kirschbaum博士が率いるチームは、直径10μmの標的細胞を緑色の蛍光で染色し、非標的細胞を青色の蛍光で染色した。 サイズが小さいため、細胞間隔が少なくとも 50 μm である限り、個々の細胞を選択的に穿孔することができます。 ポレーション後、細胞をチップから洗い流し、96 ウェル プレートに収集しました。

この方法では、90% を超える特異性、50% を超える平均ポレーション率、および 1 時間あたり 7,200 個もの細胞という高いスループットが達成されました。 理論上の最大流量は 1 時間あたり約 18,000 セルです。 感度の点では、エレクトロポレーションパルスが強いほどポレーション速度が向上しました。 残念なことに、より強いパルスは細胞の活力を低下させました。 3 日後、9kV/cm-1 でパルスした細胞のほぼ 20% が生存していましたが、7kV/cm-1 では約 40%、5kV/cm-1 では 90% でした。

同紙によると、時間の経過とともにチップの性能が低下したという。 「通常、各チップを 3 回の実験に使用し、合計約 20,000 個の処理細胞を使用しました」と Kirschbaum 氏と筆頭著者のディプロマエンジニアである Felix Pfisterer 氏は GEN に語った。

科学者らは、マイクロ流体チップの使い捨てバージョンを検討していると同時に、耐久性を高める方法も検討していると述べた。 オプションには、「最低電圧で最高のポレーション効果を達成するために、ポレーション電極の厚さを増やす、保護コーティングを適用する、またはパルス形状を最適化する」ことが含まれる場合があります。

Kirschbaum氏とPfisterer氏は、将来の実験は「単一細胞解像度での細胞トランスフェクションまたは細胞内物質の抽出のためのシステムの能力を示す」ように設計される可能性があると述べ、この方法は主に既製の装置を使用するため、簡単で費用効果が高いと付け加えた。 簡単に並列化でき、複数種類の細胞ターゲットを処理できると彼らは付け加えた。

商業化する前に最適化が必要だという。 これには、スループットの向上、滅菌を可能にする方法の適応、生産ラインの拡張などが含まれます。