Investigadores del instituto de investigación MIRA de la Universidad de Twente han desarrollado un chip que puede capturar y retener células individuales en el centro exacto de una pequeña gota de hidrogel. Su novedoso método mantiene las células vivas durante varias semanas, lo que facilita su estudio.Esto permite, por ejemplo, probar la acción de nuevos fármacos y mejorar las terapias con células madre con un control incomparable. Los detalles de esta investigación se publicaron en la revista científica pequeño , e incluso se muestran en su portada.
Muchos científicos necesitan estrategias para estudiar células individuales p. Ej., Células madre durante un período de varias semanas. Esto es de gran importancia en áreas que se centran en pruebas de drogas, estudios de enfermedades fundamentales y desarrollo de terapias celulares.
El método convencional para estudiar células individuales fuera del cuerpo implica 'capturarlas' y cultivarlas en diminutas gotas de hidrogel, conocidas como microgeles. Hasta hace poco, sin embargo, todos los intentos de cultivar células individuales en condiciones tan controladas durante períodos prolongados fracasaron, ya que las células escaparon de los microgeles en unos pocos días. Hasta ahora, este problema ha restringido en gran medida el rango de aplicaciones potenciales de esta tecnología prometedora.
Investigadores del instituto de investigación MIRA de la Universidad de Twente identificaron que las células que escapaban casi siempre estaban ubicadas en el borde de los microgeles. Usando cámaras de alta velocidad, descubrieron que esto se debía al método de producción actual. Resolvieron este problema aldesarrollar un chip que captura las células en el centro exacto de los microgeles. Este enfoque no solo evitó que las células se escaparan, sino que también resultó en más del 90 por ciento de supervivencia celular durante al menos 28 días. Según un científico investigador de la Universidad de Twente,Tom Kamperman quien pronto defenderá su tesis doctoral sobre este tema este método innovador es un paso importante hacia, por ejemplo, mejores terapias con células madre o la ingeniería de tejidos complejos.
método
El hidrogel consiste principalmente en una red de polímero hinchado por agua. Su estructura se asemeja a la de los tejidos nativos, lo que hace que los hidrogeles sean extremadamente adecuados para el cultivo celular en 3D. Los hidrogeles se pueden crear utilizando, por ejemplo, luz ultravioleta o enzimas que reticulan los polímeros individuales.Los investigadores de la Universidad de Twente descubrieron que, en lugar de reticular los polímeros mientras la gota aún se está formando, el truco consiste en desencadenar este proceso justo después, una técnica a la que se refieren como "gelificación retardada". Esto permite que la célula se reposicione en lacentro de la gotita del precursor del hidrogel, que también contiene el polímero y las enzimas. Después del centrado de las células, las gotitas líquidas se exponen al peróxido de hidrógeno, que las transforma en microgeles estables.
Aplicaciones
Las células tienen un carácter individual. Incluso dentro del mismo tejido, cada célula responde de manera diferente a las influencias de su entorno. El nuevo chip permite aislar y cultivar células individuales p. Ej., Células madre en un entorno 3D natural durante largos períodos de tiempo.Esto permite a los investigadores probar los efectos de nuevos medicamentos en células individuales, investigar enfermedades a un nivel fundamental y hacer que las terapias celulares sean más eficientes. En el presente estudio, los investigadores de la Universidad de Twente demostraron que, al cambiar la composición del microgel, podrían dirigir células madre individuales hacia tipos de células específicos, como células óseas o grasas.
Los microgeles también se pueden utilizar como bloques de construcción para imprimir tejidos con una estructura interna compleja, como mostraron los investigadores de la Universidad de Twente en un artículo que publicaron a principios de este año.
Con el nuevo chip, se pueden crear cientos de microgeles por segundo, cada uno con una célula individual. Si bien eso puede parecer bastante rápido, todavía es demasiado lento para muchas aplicaciones clínicas. Kamperman señala que "Actualmente estamos probando unaprototipo con una tasa de producción que es hasta mil veces más rápida. Esto eventualmente permitirá la traducción clínica de esta tecnología de microgel ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Twente . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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