(Phys.org) —Los investigadores de la UC Santa Cruz han desarrollado un sistema robótico de "nanobiopsia" que puede extraer muestras diminutas del interior de una célula viva sin matarla. La técnica de nanobiopsia unicelular es una herramienta poderosa para los científicos que trabajan para comprender los procesos dinámicos que ocurren dentro de las células vivas. según Nader Pourmand, profesor de ingeniería biomolecular en la Escuela de Ingeniería Baskin de UCSC.
"Podemos tomar una biopsia de una célula viva y volver a la misma célula varias veces durante un par de días sin matarla. Con otras tecnologías, hay que sacrificar una celda para analizarlo, "dijo Pourmand, quien lidera el grupo de Biosensores y Tecnología Bioeléctrica en UCSC.
La plataforma de nanobiopsia es el último dispositivo que ha desarrollado su grupo que utiliza nanopipetas, que son pequeños tubos de vidrio que se estrechan en una punta fina con un diámetro de solo 50 a 100 nanómetros. "Podemos crear nanopipetas en el laboratorio, no requiere una costosa instalación de nanofabricación, "Dijo Pourmand." Para entrar en una celda, sin embargo, el problema es que no puedes ver la punta, incluso con un microscopio de alta gama, así que no sabes qué tan lejos está de la celda ".
Adam Seger, un investigador postdoctoral en el laboratorio (ahora en MagArray en Sunnyvale), resolvió este problema desarrollando un sistema de control de retroalimentación basado en un microscopio de conductancia de iones de barrido personalizado (SICM). El sistema utiliza una corriente de iones a través de la punta de la nanopipeta como señal de retroalimentación, detectando una caída en la corriente cuando la punta se acerca a la superficie de la celda. Un sistema de control automatizado coloca la punta de la nanopipeta justo encima de la superficie celular y luego la sumerge rápidamente para penetrar la membrana celular. La manipulación del voltaje desencadena la absorción controlada de una pequeña cantidad de material celular. Porque la propina es tan fina, provoca una alteración mínima de la célula.
En un estudio publicado en ACS Nano , El grupo de Pourmand utilizó el sistema para extraer de las células vivas pequeñas cantidades de material celular que se estima en unos 50 femtolitros (un femtolitro es una cuadrillonésima parte de un litro). Eso es aproximadamente el uno por ciento del volumen de una célula humana. Los investigadores pudieron extraer y secuenciar ARN de células cancerosas humanas individuales. También extrajeron mitocondrias (diminutos orgánulos subcelulares) de fibroblastos humanos y secuenciaron el ADN mitocondrial.
"Se sabe que las mitocondrias están involucradas en muchas enfermedades neurodegenerativas. Esta tecnología se puede utilizar para arrojar luz sobre la importancia de las mutaciones en el genoma mitocondrial, "Dijo Pourmand.
Hay muchos usos potenciales para esta tecnología, y Pourmand dijo que está ansioso por desarrollar colaboraciones con otros investigadores y explorar diferentes aplicaciones. "Es una plataforma versátil para cualquiera que intente comprender lo que sucede dentro de la celda, incluidos los biólogos del cáncer, biólogos de células madre, y otros, " él dijo.
