Los ensayos basados ​​en células de alto rendimiento son una poderosa herramienta de investigación que se utiliza para cuantificar las respuestas de células individuales o poblaciones de células pequeñas en diversas condiciones. Sus aplicaciones incluyen la detección de drogas, perfiles genómicos y estudios de impacto ambiental.

Sin embargo, Dado que la mayoría de los ensayos basados ​​en células se basan en mediciones de población promediada, la capacidad de desentrañar hallazgos importantes y sacar conclusiones precisas a menudo puede verse comprometida debido a la heterogeneidad de la población celular.

"La capacidad de generar una población celular más homogénea, al menos con respecto a un rasgo elegido, podría ayudar significativamente a la investigación biológica básica y al desarrollo de ensayos de alto rendimiento, "dice John Slater, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad de Delaware.

Ahora, Slater y un equipo de investigadores de la Universidad de Duke, Baylor College of Medicine y Rice University han desarrollado una imagen basada en Estrategia de creación de patrones derivados de células que produce matrices de células homogéneas con propiedades anatómicas que imitan las células de las que se derivan los patrones.

El trabajo se informa en un documento, "Recapitulación y modulación de la arquitectura celular de una celda de interés elegida por el usuario utilizando Patrones biomiméticos, " publicado en ACSNano .

Una característica importante de la técnica es que podría proporcionar un medio para desacoplar las influencias de varios factores en los procesos mediados por la mecanotransducción. término que se refiere a los muchos mecanismos por los cuales las células convierten los estímulos mecánicos en actividad bioquímica.

Estos factores incluyen la estructura citoesquelética, dinámica de adherencia y tensión intracelular, que se combinan para gobernar las funciones de señalización dentro de las células y, en última instancia, el destino celular.

Además, podría permitir la recapitulación directa del estado de tensión de una célula elegida por el usuario en una gran población de células con patrones.

"La capacidad de ajustar la arquitectura citoesquelética, dinámica del sitio de adhesión, y la distribución de las fuerzas intracelulares a través de simples modificaciones de patrones 'sobre la marcha' proporciona un nivel de control sin precedentes sobre la mecánica citoesquelética, "Dice Slater.

Él ve la nueva herramienta como potencialmente sinérgica con una técnica existente conocida como FACS (clasificación de células activadas por fluorescencia), que a menudo se emplea antes de la experimentación para minimizar el problema de la heterogeneidad.

Slater explica que con FACS, Se generan poblaciones de células homogéneas basándose en la presencia de marcadores de superficie celular específicos.

A diferencia de, con la nueva técnica, se puede elegir una célula de interés basándose en un simple análisis de imágenes de la expresión de proteínas, y se puede derivar una configuración de patrón para producir un fenotipo similar a la célula de interés en una gran población de células con patrón.

Esto podría impulsar un fenotipo celular elegido a través de la mecanotransducción y también ayudar a mantener los fenotipos que ya se han seleccionado a través de FACS.

"Una herramienta de este tipo podría resultar extremadamente útil para investigar la influencia de los cambios ambientales locales sutiles en el comportamiento celular, por ejemplo, diferenciación de células madre, particularmente cuando se cambia a plataformas de análisis de alto rendimiento y análisis de células individuales, "Dice Slater.