Rozwój technologii Cell-IN do zastosowań z użyciem mikropłytek oraz cytometrii przepływowej

Jak wniknąć do wnętrza komórki?

Każda komórka w ludzkim organizmie jest otoczona błoną komórkową. Ta błona to rodzaj „tarczy”, która chroni komórkę przed środowiskiem zewnętrznym. Dlatego przeniknięcie przez tę „tarczę” jest dużym wyzwaniem i barierą limitującą większość badań medycznych i biologicznych. Mgr inż. Aneta Magiera z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie wraz z zespołem opracowała odczynnik Cell-IN, który umożliwia proste i szybkie przekroczenie błony komórkowej, a tym samym wprowadzenie do komórki różnego typu pożądanych związków: od polimerów, białek, po nanocząstki, a kończąc na kwasach nukleinowych. W ramach projektu Proof of Concept, który jest finansowany z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG) przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej zamierza zoptymalizować procedurę pracy z tym odczynnikiem, tak aby zapewnić płynność wykonywania dużej ilości analiz w krótkim czasie.

„Cell-IN to odczynnik polimerowy, który po rozpuszczeniu w środowisku dedykowanym konkretnym badanym komórkom, tworzy roztwór o wysokim ciśnieniu osmotycznym. Istotą wprowadzenia do komórki badanego związku za pomocą odczynnika Cell-IN jest rozpad pęcherzyków wewnątrz komórki pod wpływem szoku osmotycznego. Można powiedzieć, że Cell-IN to „samolot” umożliwiający szybki i łatwy transport pasażerów (czyli cząsteczek) na przykład z Polski do Stanów Zjednoczonych (czyli do ludzkich komórek), przekraczając granicę USA (czyli błonę komórkową). Co ważne, jest to odczynnik uniwersalny pozwalający na wprowadzanie do komórek bardzo różnych związków” – mówi mgr inż. Aneta Magiera.

Chociaż Cell-IN jest już dostępny na rynku, to udoskonalenia wymaga procedura pracy z tym odczynnikiem w eksperymentach, w których badane są nie pojedyncze komórki, ale duże ich populacje. To eksperymenty przeprowadzane z zastosowaniem takich, popularnych w laboratoriach biologicznych, sprzętów, jak cytometr przepływowy czy wielodołkowy czytnik płytek hodowlanych. Dostosowanie technologii Cell-IN do tych urządzeń podwyższy jej konkurencyjność względem innych metod dostarczania komórkowego (np. mikroiniekcji czy elektroporacji).

„Badania zaplanowane w projekcie Proof of Concept zapewnią rozwój technologii Cell-IN oraz postęp na ścieżce jej dalszej komercjalizacji, poprzez potwierdzenie jej potencjału wdrożeniowego. Odbiorcami udoskonalonej procedury Cell-IN będą zarówno indywidualni naukowcy, którzy w swoich eksperymentach potrzebują przekroczyć barierę błony komórkowej, wykorzystując 96-dołkowe celki hodowlane lub/i technikę cytometrii przepływowej, jak i firmy z sektora farmaceutycznego i biotechnologicznego oraz producenci odczynników chemicznych” – wyjaśnia mgr inż. Aneta Magiera.

Rozwiązanie Cell-IN może znaleźć wielorakie zastosowania, jak chociażby celowane i łatwe dostarczanie do komórek leków, np. związków przeciwnowotworowych. Zespół planuje badania nad wprowadzaniem do komórek, przy pomocy odczynnika Cell-IN, kwasów nukleinowych, po to, żeby móc modyfikować te komórki w celach terapeutycznych.

Mgr Aneta Magiera (d. Karpińska) ukończyła studia inżynierskie i magisterskie na kierunku biotechnologia (specjalność: leki i kosmetyki) Politechniki Warszawskiej. W ramach swojego doktoratu bada wnikanie leków przeciwnowotworowych do wnętrza żywych komórek z zastosowaniem Spektroskopii Korelacji Fluorescencji. W 2023 r. otrzymała stypendium START  Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, znajdując się w gronie czterech laureatów, których osiągnięcia badawcze zostały ocenione przez recenzentów konkursu jako wybitne. Reprezentowała Polskę na finale wydarzenia Falling Walls Lab 2024 w Berlinie oraz na 73. Spotkaniu Noblistów w Lindau. Jest laureatką programów skierowanych na poszerzenie umiejętności liderskich młodych naukowców oraz pozyskanie wiedzy przydatnej do założenia i prowadzenia firmy, jak międzynarodowy program The Excellerator 2023 Uniwersytetu w Cambridge i firmy Global Biotech Revolution, czy programu Shesnnovation organizowanego przez Fundację Perspektywy Women in Tech. Jest zaangażowana w realizację kilku projektów naukowych, prowadzonych we współpracy z jednostkami zewnętrznymi, m.in. z Uniwersytetem Utah w USA.