Ett nytt bioassay system för enskilda celler och biomekanik
- Diarienummer
- MDB09-0002
- Start- och slutdatum
- 090801-130831
- Beviljat belopp
- 2 100 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Ett av målen med detta projekt är att utveckla ett bioassay system som består av en aktiv mikrofluidikdel integrerad på en mikrobrunns platta för att möjliggöra high throughput analys av enskilda celler. Systemet ska tillåta: 1) analys av enskilda celler med avseende på heterogenitet och klonalitet för till exempel tumör patient prover, 2) exakt dispensering av specifika reagenter till varje enskild brunn för behandling av cellerna. Detta bioassay system kommer sannolikt att bidraga till framsteg inom forskningen och förbättringar inom sjukvård genom att möjliggöra snabb, detaljerad, billig och parallell analys av enskilda celler. Det andra projektmålet är att vidareutveckla systemet för att tillåta kontollerad cell adherering och applicering av kontrollerat vätskeflöde till cellerna som växer i mikrobrunnarna. Detta skulle möjliggöra mekaniska studier av adherenta celler och dess extracellulära matris på en helt ny detaljnivå. Denna interaktion är känd för att spela en stor roll när det gäller cell uppbyggnad och cell funktioner. Detta projekt är baserat på ett pågående samarbetsprojekt (med mycket begränsad finansiering) mellan Dr Ohashi’s labb, som står för den tekniska delen, och Dr Andersson-Svahn’s labb som står för den biologiska delen. Om vi skulle erhålla denna finansiering så skulle vi fördjupa vårt samarbete genom att till exempel anställa dedikerade doktorander i båda labben, ha flera utbytesperioder mellan labben och etablera en mer långsiktig relation.
Populärvetenskaplig beskrivning
Allt eftersom vi lär oss mer om hur biologiska system fungerar så står det klart att det är väldigt viktigt med ett nära samarbete mellan biologi-medicin och teknik. Detta projekt syftar till att utveckla nya miniatyriserade system för att undersöka hur man effektivare kan studera enskilda celler. Dr Toshiro Ohashi på Tohuko Universitetet i Japan kommer att stå för de mer tekniska delarna medan Dr Andersson-Svahn på KTH ansvarar för de biologiska. Dr Ohashi och Dr Andersson Svahn har sedan början av 2007 ett existerande och mycket produktivt samarbete men med mycket begränsad finansiering. Dr Ohashi har spenderat ca 9 månader i Dr Andersson-Svahn’s labb och i juni 2009 anordnar vi ett gemensamt symposium inom Nanobioteknik och biomekanik. Miniatyrisering med hjälp av mikro- och nanoteknik av dagens cell analysmetoder har på den senaste tiden precis börjat utvecklas. Frimärksstora chip av glas, kisel eller plast som rymmer ett eller flera analyssteg blir allt vanligare förekommande både inom industrin och i forskningslaboratorierna. Dessa chip, så kallade lab-on-chips, består oftast av mikrometerstora kanaler och kammare där olika bioanalyser kan utföras. Målet med lab-on-chips är att; minska kostnaden per analys, minimera prov- och reagensmängder, uppnå snabbare analyser etc. Idag finns endast ett begränsat antal chip med mikrometerstora strukturer för cell analys. Det finns idag inga system som möjliggör studier av ett stort antal enskilda celler. Idag när analyser standardmässigt utförs så studerar man miljontalsceller åt gången och tar medelvärdet av deras signaler. På det sättet så förloras stora mängder information eftersom alla celler inte är identiska. Målet med det här forskningsprojektet är att utveckla ett snabbt och noggrant system med hjälp av mikroteknik för studier av enskilda celler ifrån tex. cancersjuka patienter. Detaljerad information om varje cell i provet kan då registreras och på så sätt hoppas vi kunna ge en mer exakt diagnos, tex hur många celler är cancer celler och hur många celler är normala i ett prov. Vi kommer att testa olika läkemedel med hjälp av exakt dispensering inom chippet och förhoppningsvis mer noggrant kunna bestämma vilket läkemedel som passar bäst för olika patienter. I ett delprojekt så kommer vi att studera hur celler reagerar på mekniska impulser som vi med mycket stor precision kan ge cellen. Detta är viktigt för att få en bättre förståelse för hur cellerna är uppbyggda och hur de fungerar.