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Novo dispositivo ajustável para triagem celular tem potencial para aplicações biomédicas

Fonte

Instituto de Ciência de Tóquio

Publicação Original

Instituto de Ciência de Tóquio

Áreas

Análises Clínicas, Biomedicina, Bioquímica, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Hematologia, Medicina, Microbiologia, Oncologia

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Resumo

Isolar tipos específicos de células é uma etapa crucial em muitos processos de diagnóstico médico. Por exemplo, detectar células cancerígenas no sangue é necessário para identificar se o câncer está em metástase.

Técnicas de triagem celular baseadas no tamanho, como o deslocamento lateral determinístico (DLD), tornaram-se populares nos últimos anos, graças à sua alta capacidade de processamento e à preservação da atividade metabólica nas células isoladas.

O DLD utiliza matrizes de micropilares precisamente espaçados. Células menores que um determinado diâmetro crítico são desviadas para um lado da matriz, enquanto aquelas maiores que esse diâmetro crítico são desviadas para o lado oposto. No entanto, isso significa que um dispositivo DLD típico só pode triar células com base em um diâmetro crítico específico, o que limita sua utilidade. Além disso, os dispositivos DLD estão sujeitos a incrustações e bloqueios.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Ciência de Tóquio (Science Tokyo), no Japão, criou um dispositivo DLD ajustável usando micropilares de hidrogel de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM).

O projeto foi liderado pelo Dr. Takasi Nisisako e pelo Dr. Yusuke Kanno, professores do Science Tokyo, juntamente com Ze Jiang, doutorando do Departamento de Engenharia Mecânica do instituto. O trabalho foi publicado na revista científica Lab on a Chip.

“A abordagem baseada em PNIPAM não requer equipamentos complexos de geração de campo externo, oferece um processo de fabricação mais simples e facilita a separação por tamanho através da modulação direta das dimensões dos pilares pela temperatura”, explicou o professor Takasi Nisisako.

A versão mais recente do dispositivo DLD da equipe consiste em uma base de silício sobre um elemento Peltier. Microcanais de PDMS, unidos por plasma ao silício, transportam a amostra líquida e o fluido de bainha até a matriz de PNIPAM. Duas saídas na extremidade oposta da matriz permitem que as células selecionadas sejam separadas do restante da amostra.

A equipe verificou a capacidade de ajuste do dispositivo usando amostras de sangue contaminadas com células de adenocarcinoma de mama da Michigan Cancer Foundation-7 (MCF-7). Com um diâmetro médio de 17 μm, as células MCF-7 são significativamente maiores que as células sanguíneas. A equipe passou a amostra pela matriz a 25 °C (diâmetro crítico de 14,1 μm) e obteve uma eficiência de triagem de 90% das células MCF-7 em uma das saídas. A 26 °C (com diâmetro crítico de 18,5 μm), os pesquisadores observaram um número semelhante de células MCF-7 em ambas as saídas.

Agora, os pesquisadores pretendem verificar o desempenho do dispositivo quando usado com amostras biológicas reais de pacientes. “A precisão, a versatilidade e a confiabilidade desta plataforma ressaltam seu potencial para triagem de alta resolução baseada no tamanho, tornando-a uma ferramenta promissora para uma ampla gama de aplicações biomédicas”, concluiu o professor Takasi Nisisako.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas. 

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Takasi Nisisako

Professor do Instituto de Ciência de Tóquio (Science Tokyo)

Dr. Yusuke Kanno

Professor do Instituto de Ciência de Tóquio (Science Tokyo)

Ze Jiang

Doutorando do Departamento de Engenharia Mecânica do Science Tokyo

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Lab on a Chip (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Ciência de Tóquio (em inglês).

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