La clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) es una técnica moderna de análisis de células para la detección cuantitativa de factores fisiológicos, bioquímico, inmunológico y rasgos biológicos moleculares de las células:puede separar aún más un subconjunto específico de poblaciones celulares de muestras biológicas complejas. Aunque el FACS comercial actual tiene una capacidad de clasificación de células bastante precisa, todavía sufre algunas limitaciones inherentes. Primero, El FACS comercial actual es de tamaño voluminoso y extremadamente caro, y, por lo general, solo puede ser ofrecido por instalaciones de usuario compartidas. Segundo, el mecanismo de clasificación actual requiere la generación de aerosoles contenidos en células a través de una pequeña boquilla, que puede inducir un gran esfuerzo cortante, causando daño a las células. Por eso, Existe una gran necesidad de desarrollar un enfoque simple y biocompatible para clasificar las células biológicas no solo con alta pureza, pero también manteniendo una alta viabilidad y funcionalidad celular.

En este estudio, un equipo de investigación de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) dirigido por el Profesor Asociado Dr. Ye Ai, en colaboración con el profesor asistente Chrishan Ramachandra del Centro Nacional del Corazón de Singapur (NHCS), desarrolló un sistema de clasificación de células activadas por fluorescencia acústica sin vaina (aFACS) para la detección y el aislamiento de fluorescencia a nivel de una sola célula. El dispositivo de clasificación de microfluidos utiliza un enfoque de partículas elasto-inerciales para alinear las células en un solo archivo para mejorar la precisión y la eficiencia de la clasificación sin diluir la muestra. El dispositivo de clasificación desarrollado puede enfocar eficazmente partículas de 1 μm que representa el tamaño mínimo general para la mayoría de aplicaciones de clasificación de células. Tras el interrogatorio de fluorescencia a nivel unicelular, las células individuales son desviadas hacia la salida objetivo por un campo acústico altamente enfocado de 50 μm de ancho. El uso de una fuerza acústica suave en el aFACS desarrollado proporciona una solución de clasificación más biocompatible para ayudar a los investigadores a aislar sus células objetivo. manteniendo una alta viabilidad celular.

El investigador clínico principal, el Dr. Chrishan, dijo:"Los cardiomiocitos humanos (MC) derivados de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) han mostrado un enorme potencial para comprender los mecanismos de diversas enfermedades cardíacas. Dado que estos iPSC-MC se generan de forma individual, comprenden la estructura genética de ese individuo en particular y con ella, cualquier predisposición a la enfermedad cardíaca. Por lo tanto, estos iPSC-CM podrían usarse para modelar enfermedades cardíacas inherentes en una placa de Petri y también servir como una plataforma de detección de medicamentos para identificar nuevos, terapias específicas para el paciente. Sin embargo, la capacidad de purificar estos iPSC-CM es una limitación importante en el campo. Las técnicas existentes utilizadas para la purificación dan como resultado una muerte celular sustancial. Tener una tecnología que pueda purificar iPSC-CM, mientras que mantener su viabilidad es muy ventajoso para el campo de la investigación cardíaca ".

El investigador principal técnico, el Dr. Ai, dijo:"En comparación con los sistemas FACS comerciales, nuestro aFACS demuestra una excelente biocompatibilidad en la clasificación de células biológicas frágiles como las iPSC-CM. Además, el dispositivo de clasificación acústica sin funda puede evitar la dilución de la muestra y la contaminación cruzada utilizando una sola entrada sin generación de aerosoles. Es capaz de lograr una pureza de clasificación y una tasa de recuperación superior al 90%, y provocan solo una caída muy pequeña en la viabilidad celular dentro del rango de 3-4%. Con las mismas muestras de células de prueba, la viabilidad celular después de una clasificación FACS comercial se reduce en un 35-45% ".