Onderzoeksgroepen onder leiding van Botond Roska van het Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research (FMI) en Daniel Müller van de ETH Zürich Department of Biosystems Science and Engineering (D BSSE) hebben een nieuwe methode ontwikkeld waarmee ze op efficiënte wijze genen kunnen afleveren in afzonderlijke cellen in hele weefsels. Dit vergemakkelijkt niet alleen de studie van de individuele cellen in een orgaan zoals de hersenen, maar kan ook de weg vrijmaken voor nieuwe gentherapieën.

Al tientallen jaren, wetenschappers hebben virussen gebruikt als voertuigen voor het introduceren van nieuwe genen in cellen. Verschillende soorten virussen zoals lentivirus, herpes simplex en adeno-geassocieerde virussen kunnen worden gebruikt om individuele cellen of cellulaire assemblages genetisch te manipuleren. Echter, bestaande methoden hebben grote nadelen, die hun toepassing zowel in fundamenteel onderzoek als in gentherapeutische benaderingen beperken. Zoals Botond Roska, Senior groepsleider bij de FMI, merkt op:"Recent ontwikkelde methoden om zich op individuele cellen te richten, hebben opwindende mogelijkheden geopend, maar helaas is hun toepasbaarheid in weefsels beperkt of zijn ze technisch zeer complex."

Om deze reden, de Bazelse wetenschappers – in het bijzonder, postdoctorale fellows Rajib Schubert en Stuart Trenholm – ontwikkelden een nieuwe methode, bekend als "virusstampen, " wat eenvoudig is, veelzijdig, en kan worden gebruikt voor een verscheidenheid aan celtypen en virussen, zowel in vivo als in vitro.

Bij deze methode, virussen zijn omkeerbaar gebonden aan een leveringsvoertuig, die vervolgens in de buurt van de doelcel wordt gebracht. D-BSSE Professor Daniel Müller legt uit:"We gebruiken zowel mechanische als magnetische krachten om dit te bereiken, afhankelijk van of de cel zich aan de oppervlakte of in het weefsel bevindt."

Voor oppervlaktecellen, er wordt gebruik gemaakt van een niet-afgeschermde virusstamper:het virus is gebonden aan een stompe glazen pipetpunt, die in fysiek contact wordt gebracht met de doelcel. Voor cellen in een orgaan of weefsel, de stamper moet worden afgeschermd:het virus is gebonden aan magnetische nanodeeltjes in een glazen pipet. Zodra de pipetpunt de plaats van de doelcel heeft bereikt, de nanodeeltjes worden met magnetische kracht naar de punt van de pipet getrokken om het virus af te leveren.

Schubert merkt op:"Met deze methode, we hebben afzonderlijke cellen in celcultuur kunnen infecteren, weefsels, dieren en organoïden. Bovendien, we hebben de methode met succes toegepast in complexe structuren zoals de hersenen." een enkele cel kan worden geïnfecteerd met meerdere virussen, gelijktijdig of op verschillende tijdstippen.

Virusstamping stelt wetenschappers dus in staat om de rol van specifieke genen in duidelijk gedefinieerde cellen te onderzoeken, een veelzijdige oplossing bieden, die niet alleen kunnen worden toegepast in fundamenteel biomedisch onderzoek, maar ook, mogelijk, bij gentherapie.