研究人員因治療性細(xì)胞產(chǎn)品的放大制造獲得NSF未來制造種子基金

如果科學(xué)家們能夠找到方法來制造成倍增加的醫(yī)學(xué)測(cè)試所需的干細(xì)胞成分，那么更多針對(duì)各種疾病的新療法可能會(huì)進(jìn)入臨床試驗(yàn)，并有可能更快地進(jìn)入主流醫(yī)療用途。

工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院Carol 和 Samuel Nappi 研究學(xué)者 Zhen Ma 副教授率先發(fā)現(xiàn)了這些細(xì)胞制造工藝。他正在與新獲得的 500,000 美元國家科學(xué)基金會(huì) (NSF) 未來制造種子基金合作，并與羅切斯特理工學(xué)院 (RIT) 的生物工程專家協(xié)調(diào)該項(xiàng)目。

Ma 的項(xiàng)目正在研究增加細(xì)胞外囊泡 (EV) 數(shù)量的新方法，這些細(xì)胞外囊泡由間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生，可??以在實(shí)驗(yàn)室中制造，以滿足對(duì)生物產(chǎn)品的治療關(guān)鍵需求。這些細(xì)胞能夠使用 EV 與其他細(xì)胞進(jìn)行通信，方法是使用 EV 作為隔室轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸。間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生的 EV 可以抑制炎癥、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、減少細(xì)胞死亡并增強(qiáng)組織修復(fù)和再生。

馬云表示，目前，電動(dòng)汽車制造能力仍遠(yuǎn)低于預(yù)期需求。“我們目前處于起步階段，因?yàn)楣こ處熆梢栽趯?shí)驗(yàn)室中制造大約十萬個(gè)電池，盡管每天擴(kuò)大生產(chǎn)超過一百萬個(gè)電池所需的能力是使電動(dòng)汽車的使用能夠承受的水平在臨床試驗(yàn)階段，”他說。

細(xì)胞圖像，深色背景上的紅色條紋帶有明亮的藍(lán)紫色點(diǎn)

間充質(zhì)干細(xì)胞，由馬振實(shí)驗(yàn)室前研究生 Tackla Winston 生產(chǎn)

憑借 NSF 未來制造種子基金，Ma 和他的研究伙伴正在尋求提高 EV 的生產(chǎn)，技術(shù)上將其描述為整合人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞以實(shí)現(xiàn)供體細(xì)胞來源的可擴(kuò)展性、基因組工程以實(shí)現(xiàn) EV 生物發(fā)生的可擴(kuò)展性和先進(jìn)的納米技術(shù)-用于電動(dòng)汽車凈化可擴(kuò)展性的膜技術(shù)。Ma 說，由于幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步不僅可以提高下一代電動(dòng)汽車的可擴(kuò)展性，還可以提高一致性和治療效力，因此該項(xiàng)目可能會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車生物制造產(chǎn)生潛在的變革。

與 RIT 合作

該項(xiàng)目的獨(dú)特之處還在于其跨學(xué)科、多機(jī)構(gòu)的性質(zhì)。作為該項(xiàng)目的首席研究員，馬正與隸屬于 RIT 的聯(lián)合首席研究員合作。他們是RIT生物醫(yī)學(xué)與化學(xué)工程博士教授兼主任Thomas Gaborski。計(jì)劃，以及 Karin Wuertz-Kozak，Kate Gleason Endowed 生物醫(yī)學(xué)工程全職教授和 RIT 組織再生和機(jī)械生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任。參與的還有阿斯蘭(邁赫迪) Dehghani 是 Sartorius Stedim North America(全球最大的生物技術(shù)公司之一)企業(yè)研究團(tuán)隊(duì)的首席細(xì)胞外囊泡 (EV) 科學(xué)家和生物工程師。該公司為生物制藥行業(yè)和實(shí)驗(yàn)室提供解決方案，以簡化和加速生物工藝的進(jìn)步。Dehghani 是 Gaborski 的現(xiàn)任合作者和前實(shí)習(xí)生，將為該合作項(xiàng)目提供他在 EV 凈化方面的專業(yè)知識(shí)。

馬云說，除了立即努力尋找提高實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)汽車制造水平的方法外，該團(tuán)隊(duì)還有一個(gè)長期目標(biāo)。即獲得對(duì) EV 的生物發(fā)生過程、調(diào)控機(jī)制、理化特性和生物學(xué)功能的基本了解，以進(jìn)一步推進(jìn)來自各種干細(xì)胞類型的治療性 EV 的生物制造。這項(xiàng)工作需要 EV 生物學(xué)、生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、生物制造加工和質(zhì)量控制方面的新專業(yè)知識(shí)。

課程和實(shí)習(xí)

除了該計(jì)劃的研究方面外，該團(tuán)隊(duì)的工作還旨在使在兩個(gè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和工作的研究生和本科生受益。Ma 說，這些目標(biāo)是通過開發(fā)將在雪城大學(xué)和 RIT 校區(qū)聯(lián)合舉辦的新課程，以及利用這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有項(xiàng)目開展外展活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。他說，該項(xiàng)目與 Sartorius Stedim North America 建立的密切工業(yè)合作也將為研究生提供工業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。

Ma 的專長集中在干細(xì)胞工程、心臟組織工程和 3D 類器官技術(shù)。在他的研究實(shí)驗(yàn)室，他致力于改進(jìn)用于人類心臟病的診斷和治療。他的研究包括通過結(jié)合干細(xì)胞生物學(xué)、微/納米技術(shù)和人工智能開發(fā)下一代心臟類器官模型。他在天津大學(xué)獲得學(xué)士和碩士學(xué)位，并獲得博士學(xué)位。在克萊姆森大學(xué)，并在來到雪城大學(xué)之前在加州大學(xué)伯克利分校從事博士后工作。