Los investigadores de ETH han desarrollado una escala para medir células. Permite el peso de las células vivas individuales, y cualquier cambio en este peso, por determinar de forma rápida y precisa por primera vez. La invención también ha despertado un interés significativo tanto dentro como fuera del campo de la biología.

Desde lombrices de tierra y girasoles hasta seres humanos, todos estamos formados por células, por lo que no es de extrañar que los investigadores estén trabajando arduamente para investigar estos componentes básicos de la vida. Ya han descubierto muchos de sus secretos, pero hasta ahora no ha sido posible medir el peso de las células vivas y cómo cambia en tiempo real, ya que no ha existido ningún método de medición adecuado.

Nueva báscula celular con alta resolución

Eso ha cambiado ahora:en colaboración con Christoph Gerber y Sascha Martin de la Universidad de Basilea y Jason Mercer de la University College London, científicos del grupo de investigación en biofísica, dirigido por el profesor de ETH Daniel J Müller, han desarrollado una nueva escala celular. Esto no solo les permite medir la masa de células vivas en muy poco tiempo, sino también para controlar cómo cambia su peso con el tiempo. Pueden hacerlo con una resolución de milisegundos y billonésimas de gramo.

Las celdas, que suelen pesar entre dos y tres nanogramos, se pesan en condiciones controladas en una cámara de cultivo celular. El brazo de pesaje un diminuto delgado como una oblea, voladizo de silicona transparente recubierto de colágeno o fibronectina, se baja al suelo de la cámara, donde empuja y levanta una celda. "La celda cuelga en la parte inferior de un pequeño voladizo para las medidas, "dice el estudiante de doctorado Gotthold Fläschner, que co-inventó y realizó la mayoría de los experimentos utilizando la nueva escala.

Observando el peso y la actividad celular al mismo tiempo

El voladizo microscópico se induce a oscilar ligeramente por medio de un láser azul pulsante en su extremo fijo. Un segundo, El láser infrarrojo mide las oscilaciones en el otro extremo, donde cuelga la celda, primero fuera y luego con la celda. "La masa de la celda se puede calcular a partir de la diferencia entre las dos oscilaciones, "explica David Martínez-Martín, inventor principal de la báscula celular.

Una pantalla de computadora muestra el peso cambiante como una curva. Se pueden tomar lecturas de esto durante todo el período de medición, ya sean milisegundos o días. Como aparato de medición, incluyendo el cultivo celular, se monta directamente en la placa del objeto de un microscopio de fluorescencia de alto rendimiento, Los procesos internos en la celda también se pueden observar y filmar mientras se realizan las mediciones.

El peso de las células vivas fluctúa

Esto permite a los investigadores rastrear, por ejemplo, cómo cambia el peso durante el ciclo celular y la división celular, la influencia de diversas sustancias en la masa celular, y qué sucede cuando se infecta con un virus. Martínez-Martín y Fläschner han llevado a cabo muchos de estos experimentos.

Una observación particularmente digna de mención:"Establecimos que el peso de las células vivas fluctúa continuamente entre un uno y un cuatro por ciento a medida que regulan su peso total, ", dice Martínez-Martín. Se han descartado errores de medición:los biofísicos pudieron demostrar que las células solo detienen estas fluctuaciones segundo a segundo al morir. Los investigadores están visiblemente emocionados. Fläschner:" Estamos viendo cosas que nadie más todavía ha observado ".

Alto interés en la escala celular

Siempre hay un gran interés cuando los científicos de ETH informan sobre un nuevo desarrollo. "La masa de una célula es un muy buen indicador de su fisiología, "explica Martínez-Martín. Así que tiene sentido que biólogos de todo tipo estén interesados ​​en el nuevo método de medición. También puede ser relevante para los sectores médico y farmacéutico, ya que podría usarse para investigar el crecimiento patológico de las células y la influencia de los fármacos en este crecimiento.

Más sorprendentemente, Los científicos de materiales también están interesados ​​en el dispositivo. "Para ellos, se trata de la funcionalización de nanopartículas, en otras palabras, cambiando la superficie de partículas muy pequeñas, "afirma Martínez-Martín.

Los científicos ahora están presentando su invento a una amplia audiencia científica por primera vez en la revista. Naturaleza . El nuevo método de pesaje ha sido patentado; sin embargo, las posibilidades de que científicos de diversas disciplinas pronto puedan utilizar la nueva y prometedora escala de células son buenas. El licenciatario La empresa suiza Nanosurf AG, ya está trabajando para poner el dispositivo en producción.