Kapselteknik ger nya möjligheter att studera enskilda celler

I en studie som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Science presenterar gästprofessor Linas Mazutis vid Umeå universitet och hans forskargrupp en ny teknik för att analysera enskilda celler. Metoden tar sig an en teknisk utmaning som funnits länge inom cellforskningen, nämligen att forskare hittills oftast bara kunnat analysera varje enskild cell en gång. Det har gjort det svårare att studera hur individuella celler förändras eller reagerar på olika experimentella förhållanden.

- Alla celler är olika, och att förstå dessa skillnader är avgörande för att förstå sjukdomar, säger Linas Mazutis.

Små kapslar håller cellernas DNA intakt

Den nya tekniken bygger på en innovation som forskarna kallar "semipermeabel kapselteknik", där man använder sig av mikroskopiska kapslar. Varje kapsel innehåller en enda cell och har en flytande kärna som omges av ett tunt, poröst membran. Små molekyler som enzymer och kemiska reagenser kan passera genom membranet, medan större molekyler som DNA och RNA stannar kvar inuti kapseln.

Det här gör det möjligt att analysera hundratusentals enskilda celler samtidigt med hjälp av standardutrustning i laboratoriet. Samma enskilda celler kan behandlas och analyseras flera gånger utan att gå förlorade eller kontamineras, något som inte har varit möjligt med tidigare droppbaserade tekniker.

- Kapslarna kombinerar hastigheten hos mikrofluidik - en teknik som arbetar med extremt små vätskevolymer - med flexibiliteten som finns i traditionella arbetsflöden i laboratoriet. På så sätt kan man utföra avancerade molekylärbiologiska analyser steg för steg, samtidigt som varje cells genetiska material hålls intakt och isolerat, säger Linas Mazutis.

Enklare att identifiera sällsynta celltyper

Forskarna visar också att celler kan hållas vid liv inuti kapslarna under längre tid, eller brytas ned för genetisk analys. Dessutom presenterar de ett nytt tillvägagångssätt för RNA-sekvensering som gör det enklare att identifiera sköra eller sällsynta celltyper - celler som ofta försvinner när man använder befintliga metoder.

Enligt forskarna är tekniken både enkel och skalbar, vilket gör att den kan användas brett inom biologisk och medicinsk forskning. På längre sikt kan den ge bättre förståelse för hur sjukdomar uppstår på cellnivå och bidra till mer precisa och individanpassade behandlingar. Metoden kan till exempel användas för att studera hur enskilda cancerceller i samma tumör reagerar olika på ett läkemedel, eller för att identifiera sällsynta immunceller som bidrar till sjukdomar men ofta missas med dagens tekniker.