Utveckling av nanoinjektionsnålar för genetisk och epigeneti
- Diarienummer
- ITM17-0275
- Start- och slutdatum
- 190101-231231
- Beviljat belopp
- 7 823 747 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
För närvarande hämmas utvecklingen av stamcellstillämpningar i grundforskning och klinisk forskning av bristen på ett effektivt verktyg att leverera biomolekylkomplex till cellens inre. Nuvarande metoder innefattar användning av virusvektorer, som är ineffektiva, kostsamma, saknar skalbarhet, kan vara osäkra på grund av risk för inducerade mutationer och är begränsade i storleken av det genetiska materialet som de kan föra in. Alternativa metoder, såsom liposomer, lider också av låg effektivitet, dålig cell viabilitet och begränsad storlek av det genetiska materialet. I detta projekt kommer vi att utveckla en plattform för att uppnå effektiv, minimalt invasiv, injektion av molekylkomplex som CRISPR, i stamceller. Vi kommer att använda nanorör, i kombination med centrifugering och elektriska fält för att leverera biomolekyler till stamceller med hög effektivitet. Projektet fokuserar på två banbrytande tillämpningar: (i) genetisk redigering av hematopoetiska stamceller för genterapitillämpningar och (ii) epigenetisk redigering av stamceller för att styra dem till t.ex. muskelceller och insulin-utsöndrande β-celler för utveckling av behandling för typ 2 diabetes. Utöver dessa två tillämpningar kommer metodutvecklingen att få breda konsekvenser för både grundforskning och klinisk praktik. Projektet behandlar flera industriella och samhälleliga behov, genom att möjliggöra effektiv och exakt manipulation av celler, som leder till nya vägar inom terapi för en mängd sjukdomar.
Populärvetenskaplig beskrivning
Stamceller är ytterst lovande verktyg inom medicin. Ett viktigt problem är dock att forksningen och utvecklingen inom fältet hindras av svårigheter att få in molekyler i stamcellerna för att kunna styra dem på rätt sätt. Ofta används virus för att på ett naturligt sätt få in DNA och annan arvsmassa i cellerna, men metoden är dyrbar, kan vara osäker och har begränsningarna vilka molekyler som kan föras in. Liposomer, små fett-ballonger, kan fungera som ett alternativ, men fungerar heller inte riktigt bra. I vårt projekt kommer vi att använda nanorör, i kombination med centrifugering och elektriska fält för att leverera biomolekyler till stamcellerna med hög effektivitet. Den nyutvecklade metoden möjliggör bland annat korrigering av defekter i den genetiska koden utan att skada cellen. Projektet kommer att inriktas på två banbrytande tillämpningar: (i) genetisk redigering av blodstamceller för genterapi och (ii) epigenetisk redigering av stamceller för att göra om dem till t.ex. muskelceller (för ökad glukosupptag) och insulin-utsöndrande β-celler för utveckling av typ 2-diabetesbehandling. Utöver dessa två tillämpningar förväntar vi oss att våra utvecklade metoder kommer att få bred användning i både grundforskning och på kliniken. Till exempel kommer utvecklingen av metoden att ha en enorm inverkan som nytt forskningsverktyg i medicinska laboratorier för exakt manipulation av cellinnehåll och genom. På lång sikt förväntar vi oss att projektet kommer att adressera flera industriella och samhälleliga behov genom att öppna för nya vägar inom terapi för flera olika typer av sjukdomar.