Ein Wahrscheinlichkeitstreffen zwischen einem Ingenieur und einem Hämatologiekliniker verursachte das Feld 2002.
König studierte, wie bestimmte weiße Blutzellen, genannt Neutrophils, zu einem Punkt der Infektion abwandern können. Er beobachtete, wie, nahe einem Verletzungsaufstellungsort, die Wände der nahe gelegenen Blutgefäße ein anhaftendes Protein ausdrückten, das ein selectin genannt wurde, und wenn die Neutrophils geführt werden, die gegen diese selectins gebürstet werden, sie fest zur Behälterwand.
Aber die Zellen blieben nicht fest - sie rollten. Mit einer exakten Balance zwischen der Adhäsion der selectins und den Kräften des flüssigen Blutstroms, konnten die Zellen langsam sich bewegen viel, während sie dem Infektionaufstellungsort sich näherten. Mit dem kann verlangsamter Schritt, die Zelle nach einem zweiten Signal auf der Behälterwand suchen, die die Zelle erklärt, den Behälter herauszunehmen, indem es zwischen Zellen in der Wand zusammendrückt und direkt auf den Aufstellungsort der Infektion sich bewegt.
Ein Grund das System ist, also wirkungsvoll, dass nur die Neutrophils auf jene selectins reagieren, so ist nur Neutrophils verlangsamen im Blut.
König arbeitete die körperliche Dynamik dieses Neutrophilrollens in seinem Büro ein Tag als Jane Liesveld, ein Hämatologiekliniker aus, der Arbeit über Knochenmark-Stammzellen an der Universität von Rochester erledigt, vorbei gegangen und beachtet einem Plakat der Arbeit des Königs in der Halle außerhalb seines Büros.
„Sie fiel innen und gesagt, „habe ich eine recht reichliche Quelle der Primärstammzellen von den Patienten. Können Sie an irgendeine biophysikalische Forschung denken, um mit der zu tun? “ „sagt König. „Der Stammzellewinkel fiel gerade vom Himmel.“
Während König mit Liesveld arbeitete, das er fand, dass der grundlegende Rollenmechanismus die Grundlage einiger anderer Prozesse war, einschließlich Stammzelleversetzung - ein natürliches Phänomen, wohin Stammzellen in und aus Knochengewebe über das Blut sich bewegen. 2004 fand er, dass er ein Material mit spezifischen anhaftenden selectins beschichten und lebende Stammzellen gefangennehmen könnte. Diese Zusammenarbeit ergab zwei menschliche Stammzellepapiere, die gerade innerhalb des letzten Monats veröffentlicht wurden: im Biotechnologie-Fortschritt (Charles et al., 2007) und in der klinischen Chemie (Narasipura et al., 2007).
Im neuen britischen Journal des Hämatologiepapiers, des Königs und des Kollegeerscheinens können sie dem Prozess einen Schritt weiter unternehmen, indem sie die Vorrichtung in einer lebenden Ratte mit dem selectin beschichtenden Bleiben aktiv 1-2 Stunden lang einpflanzen. Als der Schlauch entfernt wurde, fand König, dass er die in der Tat gefangengenommenen Zellen wurde, die aus dem Blutstrom, einschließlich verunreiniger gerade sind - Nichtstamm Zellen heraus - wie erwartet. Was er nicht erwartete, war, wieviele der Zellen entwicklungsfähige Stammzellen waren.
„Ich wurde verblüfft,“ sagt König. „Mehr als 25 Prozent der Probe war Stammzellen. Es ist erstaunlich, weil, selbst wenn Sie Drogen benutzen, um die Zahl freien Stammzellen im Blut zu erhöhen, sie noch nur weniger als 1 Prozent aller Zellen bilden. Wenn Sie traditionelle Methoden anwenden, um die Stammzellen, das Blut der Ratte, sogar in diesen Droge-behandelten Ratten zentrifugierend zu sammeln konnten Sie 3 oder 4-Prozent-Stammzellen erhalten - Bedeutung nur 3 oder 4 Prozent der Zellen, die Sie erhalten, sind Stammzellen.“
König unterstreicht, dass zentrifugale Methoden z.Z. einen globalen höheren Stammzelleertrag produzieren, weil sie mit weit mehr Blutmaterial beginnen, aber er glaubt, dass seine Mikroskalavorrichtung bis zur erheblich größeren Kapazität eingestuft werden kann.
König ist über seine Arbeit sogar enthusiastisch, wenn er Zellen reprogramming, die durch seine Vorrichtung überschreiten. Während die Zelle über der anhaftenden Oberfläche rollt, kann sie gezwungen werden, um mit anderen Proteinen auf der Oberfläche in Verbindung zu treten. König sagt, dass diese Proteine entworfen werden können, um eine Entwicklung der Stammzelle zu steuern und sie, um eine spezifische Art Blut zu werden, Knochen oder Muskelzelle zwingen.
König hofft, dass eines Tages eine verpflanzbare Vorrichtung reprogram ununterbrochen fehlgeleitete Neutrophils könnte, aber er bereits bei der Arbeit über eine Vorrichtung hart ist, die die gleiche Versprechung für krebsartige Zellen hält.
Krebszellen benutzen den gleichen Rollenmechanismus, um um den Körper zu reisen und im zwischenräumlichen Gewebe unterzubringen, also hat König bereits sich auf die Isolierung der selectins konzentriert, dass Krebszellen auf reagieren. Sein Labor arbeitet, um einen Mikroskalaschlauch herzustellen, der Krebszellen anziehen konnte und „dauerhaftes“ zu verwenden das Auslösen der Proteine reprogram sie self-destruct Empfänger-vermittelte. Mit seiner Mikroskalaschlauchvorrichtung hat König bereits überprüft, dass er die Rollenadhäsion der verschiedenen Arten der Krebszellen, einschließlich Leukämien, Prostata, retinoblastoma und colorectal Krebszellen steuern kann.
„Eins unserer Endziele ist, eine verpflanzbare Vorrichtung zu entwickeln, die selektiv metastatische Zellen vom Blut entfernt,“ sagt König. „Jene Zellen können nachweisbare Tumoren bis zum Jahren zurückdatieren, also konnten wir sie uns verfangen, bevor sie werden gefährlich.“
Diese Forschung wurde von der Staat New York-Grundlage für Wissenschaft, Technologie und Innovation und von CellTraffix, eine Firma finanziert, in der König Kapitalinteressen hält. Andere Autoren auf dem britischen Journal des Hämatologiepapiers schließen Universität der Rochester-Habilitationskursteilnehmer Joel C. Wojciechowski und Srinivas D. Narasipura, Doktorkursteilnehmer Nichola Charles, Deanne Mickelsen, Labortechniker und Martha L. Blair, Professor in der Abteilung von Pharmakologie und von Physiologie mit ein.
Quelle: Jonathan Sherwood
Universität von Rochester |
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