Frá sameindum til sniðlækninga: heildstæð aðstaða fyrir nútíma lífvísindi

Fyrirhuguð eru kaup á tækjum til frumugreiningar, frumulífeðlisfræðigreiningar og frumuræktunar. 

Frumugreining með frumuflæðisjá/sorter

Frumuflæðisjáin (e. fluorescence activated cell sorter) er öflug aðferð sem gerir mögulegt að greina frumur eftir tjáningu gena/próteina. Tæknin er einnig notuð til að aðskilja og safna (e. sorting) ákveðnum frumum til frekari greiningar, til dæmis raðgreiningar og áframhaldandi frumuræktar, sem er mikilvæg fyrir líkanagerð fyrir sjúkdóma (e. disease modelling).

Þessi tækni mun líklega valda straumhvörfum í meðhöndlun sjúkdóma með nýtískulegri persónubundinni meðferðarnálgun sem kallast öðru nafni sniðlækningar (e. personalized medicine).

Frumulífeðlisfræðileg greining

Að geta greint beint hvernig frumur tala saman, og hvernig þessi samskipti hafa áhrif á þær er algjör grundvöllur í lífvísindum. Mælingar á lífeðlisfræðilegum ferlum er einnig grundvöllur í lyfjafræði, þar sem flest lyf sem koma á markað hafa beinan eða óbein áhrif á lífeðlisfræði frumna.

Til að vera samkeppnishæf þarf frekari tæki til að geta greint eiginleika margra frumna samtímis og tæki eins og Multielectrode Array munu í framtíðinni opna möguleika fyrir háþróuðum lyfjaskimunum og sniðlækningum.

Frumuræktunargreining

Möguleikinn á að rækta frumur og nota í meðferð við ýmsum sjúkdómum er ekki lengur bara fjarlæg hugmynd. Verið er að vinna að rannsóknum þar sem hægt er að umbreyta stofnfrumum (e. induced pluripotent stem cells) í ýmsar frumugerðir sem nota má til viðgera á skemmdum vefjum. Einnig verður ónæmismeðhöndlun með umbreyttum frumum raunverulegur möguleiki í meðferð gegn krabbameinum.

Sífellt þarf að uppfæra þessa aðstöðu til að tryggja að hún verði ekki takmarkandi þáttur í rannsóknum. 

Tækjabúnaður sem þarf til:

• FACSymphony A3 frá BD Biosciences (100 M ISK)
• BD FACSAria™ Fusion 5L ACDU (3B/3R/6V/3UV/4YG) frá BD Biosciences (100 M ISK)
• Multielectrode array (MEA) frá Axionbio MEA (27 M ISK)

Til viðbótar við stöðuga þróun hefðbundinna smásjáa, flúrsmásjáa, lagsjáa (e. confocal microscopy) og rafeindasmásjáa (e. electron microscopy) hafa verið þróaðar fjöl-ljóseindasmásjár (e. multi-photon microscopes), light-sheet smásjár og ofurupplausnar (e. super-resolution) smásjár.

Smásjár- og myndgreiningartækni er gríðarlega mikilvæg í lífvísindum nútímans. Myndgreiningarsetrið mun búa að öflugum myndgreiningartækjum sem hýst verða hjá Lífvísindasetri Háskóla Íslands.

Tækjabúnaður sem þarf til:

• Light-sheet smásjá (5-90 M ISK, háð útfærslu) 
• STED ofurupplausnarsmásjá (10 – 100 M ISK, háð útfærslu)
• Ný og betri Confocal smásjá (100 M ISK)
• Flúrsmásjár (20 M ISK)
• Endurnýjun IncuCyte tækja (20 M ISK)
• Multiphoton confocal (140 M ISK)

Tilraunadýr eru gríðarlega mikilvæg í lífvísindum. Þau eru mikilvæg til rannsókna á sjúkdómum, svo sem krabbameinum, hjartasjúkdómum, bólgusjúkdómum, og eru yfirleitt notuð til að herma sjúkdóma í mönnum (þ.e. pre-klínískar rannsóknir), Mikilvægt er að byggja upp aðstöðu háskólanna til að vinna með mýs og rottur, algengustu tilraunadýrin, en í dag er sú aðstaða verulega takmörkuð.

Lífvísindasetur hefur gert samstarfssamning við fyrirtækið ArcticLAS um hýsingu dýra og frekari uppbyggingu tilraunaaðstöðu. 

Tækjabúnaður sem þarf til:

• IVIS myndgreiningarkerfi (92 M ISK)
• Búnaður til svipgerðargreininga (30 M ISK)
• Optogenetics búnaður (20 M ISK)
• Ómskoðunartæki (47 M ISK)

CRISPR-Cas9 tæknin hefur verið í hraðri framþróun undan farin ár og það er mikilvægt að tækjabúnaður okkar fylgi þeim framförum.

Fyrirhugað er að byggja upp nýjasta tækjabúnaðinn sem leyfir:

• Raðgreiningu á löngum röðum (Nanopore technology).
• Raðgreiningar úr stökum frumum (e. single cell sequencing).
• Minni raðgreiningarverkefni (iSeq frá Illumina).
• Met á utangenamerkjum.

Vilyrði hefur fengist til að kaupa stóran háafkastaraðgreini (NextSeq550) hjá Landspítala sem verður hýst á Erfða- og Sameindalæknisfræðideild Landspítalans sem einnig mun nýtast háskólasamfélaginu.

Það er gríðarlega mikilvægt að íslenskir vísindamenn hafi aðgang að slíkum tækjabúnaði til að besta sínar eigin tilraunir. 

Tækjabúnaður sem þarf til:

• NextSeq 550 raðgreinir (45 M ISK)
• iSeq tæki frá Illumina (5 M ISK)
• BD Rhapsody Single-Cell Analysis System frá BD Biosciences (15 M ISK) eða Chromium 10x tæki frá 10x (10 M ISK)
• Gridion tæki frá Nanopore (10 M ISK)

Fyrirhugað er að Lífvísindasetur setji upp aðstöðu fyrir sprotafyrirtæki í líftækni- og lyfjaiðnaðinn á Íslandi, sem þau geti leigt til lengri eða skemmri tíma, gegn viðeigandi gjaldi. Um er að ræða 100 m² rannsóknaaðstöðu með einfaldri aðstöðu til frumulíffræði (til að byrja með) og aðgang að allri aðstöðu Lífvísindaseturs.

Vilyrði er frá Vísindagörðum um að styðja við þessa uppbyggingu. 

Forsendur þess að unnt verði að byggja aðstöðu fyrir sniðlækningar er að aðstaða til erfðabreytinga og raðgreininga sé til staðar, til að unnt sé að greina og aðskilja frumurnar í frumuflæðisjá og smásjám, til að skrá áhrif lyfja á frumur, líffæri og lífverur og að þekking sé til staðar í notkun þessarar tækni.

Landspítali stefnir að því að byggja frumumeðferðaraðstöðu (e. cellular therapy) í nýja spítalanum og í þeirri aðstöðu verður byggð upp geta til að vinna með frumur þannig að hægt sé að koma þeim aftur í líkama sjúklinga. Einnig vinnur Landspítalinn að því að setja upp aðstöðu til að útbúa örlíffæri (organoids) úr æxlum til að prófa lyfjameðferðir.

Þegar þessi aðstaða er komin á fót verður hægt að samnýta hana með Landspítala.