En ny, patenterad metod som kallas Progressive Mechanoporation gör det möjligt att mekaniskt störa cellmembranen under en kort tidsperiod och släppa in läkemedel eller gener i cellerna. På det här sättet, forskare kan testa nya terapier lättare än tidigare.

Moderna vacciner som de mot Sars-CoV-2 använder små lipidsfärer för att transportera genetisk information till celler och låta kroppen bygga upp ett immunförsvar mot viruset. Ett team av forskare från Erlangen, Dresden, och London har nu utvecklat en helt ny metod för att effektivt leverera inte bara gener utan även läkemedel och andra ämnen till celler.

Forskarna från Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) i Erlangen, tekniska universitetet i Dresden, och Institute of Cancer Research i London har döpt metoden Progressive Mechanoporation och har nu publicerat den i den vetenskapliga tidskriften Lab on a Chip . De har också lämnat patent.

Ruchi Goswami och Alena Uvizl ingick i ett team av forskare under ledning av Salvatore Girardo (Erlangen) och Jörg Mansfeld (Dresden/London) som har utvecklat den progressiva mekanismen. De har byggt ett speciellt polymerbiochip som innehåller en serie mikrokanaler. Varje mikrokanal är smalare än den föregående, äntligen en storlek som är mer än tio gånger tunnare än ett människohår. Forskarna passerar cellerna genom dessa kanaler, gör att cellerna sträcker sig mer och mer. Sträckningen skapar porer i deras cellmembran, låta molekyler passera genom dessa porer och komma in i cellerna. När cellerna har passerat genom kanalerna, porerna stängs igen. Forskarna visade att Progressive Mechanoporation kan leverera även mycket stora proteiner inuti cellerna. Som ett bevis på konceptet använde forskarna antikroppar och CRISPR/Cas9, den genetiska sax vars upptäckt ledde till ett förra årets Nobelpris.

Potentiellt ett nytt rutinförfarande för sjukhus

"Den stora fördelen med vår metod är att vi kan passera upp till 10, 000 celler per sekund genom chipet, "förklarar Salvatore Girardo, ledare för teknikutvecklingen och servicegruppen Lab-on-a-Chip på MPZPM. På samma gång, metoden är mycket skonsam. Jämfört med andra tekniker, väldigt få celler skadas.

Metoden Progressive Mechanoporation kan användas vid läkemedelsutveckling och låta läkemedelsföretag effektivt testa nya molekylkandidater. Dessutom, processen kan enkelt automatiseras. Jörg Mansfeld, en forskargruppsledare vid Bioteknikcentrum (BIOTEC) i TU Dresden och vid Institutet för cancerforskning, London, tillägger:"Jag kan tänka mig att i framtiden, sjukhus kommer att kunna rutinmässigt undersöka och till och med behandla patientceller med Progressive Mechanoporation. "