Die Gruppe unter der Leitung von Dr. Yoshinori Yoshida und Hirohide Saito gelang es, große Mengen von aus iPS-Zellen stammenden Kardiomyozyten schnell mit der von ihnen neu entwickelten Technologie zu sammeln und zu reinigen, indem sie eine Zellsortierungsmethode unter Verwendung von microRNA und magnetischen Mikroperlen kombinierten – dem miR-switch-MACS.
Die Forschungsgruppe hat zuvor eine Technologie entwickelt, den microRNA (miRNA)-Schalter, der darauf ausgelegt ist, die Expression von Proteinen, die von künstlicher Boten-RNA (mRNA) als Antwort auf miRNA in Zellen kodiert werden, zu unterdrücken. (CiRA-News: 22. Mai 2015). Diese Technologie ermöglichte es, Kardiomyozyten und andere Zellen nicht anhand von Oberflächenrezeptoren, sondern anhand von miRNAs zu erkennen und zu sortieren. Es ist auch eine sehr sichere Technik, da keine Gefahr besteht, das Genom zu schädigen, und die in die Zelle eingebrachten miRNA-Schalter nur für kurze Zeit existieren.
In dieser Studie gelang es der Forschungsgruppe durch die Kombination des miRNA-Schalters mit einer Zellsortierungsmethode unter Verwendung magnetischer Mikroperlen (Magnetic-activated cell sorting; MACS) große Mengen von aus iPS-Zellen stammenden Kardiomyozyten in der Größenordnung von Hunderten von Millionen zu sammeln und zu reinigen in kurzer Zeit und mit hoher Reinheit (>97%). Als die mit der neuen Technologie, dem miR-switch-MACS, gesammelten Kardiomyozyten in Labormäuse mit akutem Myokardinfarkt transplantiert wurden, stellten die Forscher fest, dass die Zellen effektiv in Mausherzen eingepflanzt wurden und ihre Herzfunktionen verbessert wurden.
Darüber hinaus gelang es der Gruppe, insulinproduzierende Zellen mit dem miR-switch-MACS zu reinigen und zu sammeln. Dieses Verfahren kann auf eine Vielzahl von Zelltypen angewendet werden und soll in kurzer Zeit große Mengen hochgereinigter Zielzellen für die Zelltransplantationstherapie liefern.
Die Ergebnisse dieser Studie wurden online in veröffentlicht Stammzellberichte am 10. Juni 2022.
Yuta Tsujisaka et al, Reinigung von humanen iPSC-abgeleiteten Zellen im großen Maßstab unter Verwendung von microRNA-Schalter und magnetisch aktivierter Zellsortierung, Stammzellberichte (2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.05.003