Nanoteknik utvecklad vid Rutgers University-New Brunswick kan öka forskningen om stamcellstransplantation, som kan hjälpa människor med Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, andra neurodegenerativa sjukdomar och skador på centrala nervsystemet.

Nanoteknologiplattformen, som använder speciella små stavar för avkänning, tillåter forskare att bekräfta identiteten för mänskliga stamcellsöden och deras biomarkörer, eller biologiska molekyler, utan att förstöra dem, enligt en studie i tidskriften ACS Nano . Det har varit ett stort problem under preklinisk forskning om stamceller eftersom det begränsar ytterligare analyser och biomedicinska tillämpningar.

"Ett av de största hindren i de nuvarande cellbaserade terapierna är den destruktiva karaktären hos standardcellkarakteriseringssteget. Med vår teknologi, vi kan känsligt och noggrant karakterisera cellerna utan att kompromissa med deras livskraft, " sa seniorförfattaren KiBum Lee, en professor vid institutionen för kemi och kemisk biologi vid Institutionen för konst och naturvetenskap.

Stamceller kan utvecklas till många olika typer av celler, inklusive neuroner som överför information i hjärnan. Vuxna mänskligt inducerade pluripotenta stamceller, som liknar embryonala stamceller, kan användas för att utveckla läkemedel och modellera sjukdomar, enligt National Institutes of Health. Forskare hoppas kunna använda dem i transplantationsmedicin.

Även om stamceller har stor potential för att behandla neurodegenerativa sjukdomar och skador i centrala nervsystemet, att kontrollera och karakterisera sitt öde är kritiska frågor som måste åtgärdas innan deras potentiella användning som behandlingar kan förverkligas fullt ut. Nuvarande metoder för att karakterisera stamcellsbiomarkörer förstör cellulära aktiviteter och funktioner, vilket gör det svårt att bedriva mer definitiv forskning som kan leda till biomedicinska tillämpningar.

Genom att använda deras nanoteknikplattform, forskarna övervakade framgångsrikt genereringen av neuroner från mänskliga stamceller genom att karakterisera nästa generations biomarkörer som kallas exosomer – små partiklar som frigörs av celler som spelar en avgörande roll i cell-till-cell-kommunikation. Forskarna kommer att ytterligare undersöka deras teknologis mångsidighet i andra tillämpningar, som att upptäcka neuroner i kliniska miljöer.