Los investigadores de NYU Abu Dhabi (NYUAD) han desarrollado una sonda multifísica (NMP) especial sin contacto que les permite recolectar muestras citoplasmáticas de células tumorales individuales sin alterar sus configuraciones espaciales en el tejido original. La pequeña herramienta también se puede utilizar para introducir materiales extraños en células seleccionadas dentro del tejido para alterar su composición genética. Como resultado, el NMP facilitará estudios avanzados que podrían mejorar la comprensión actual de los componentes básicos de las enfermedades, incluyendo cáncer y Alzheimer, y conducir al desarrollo de nuevas terapias. Es más, esto podría conducir a una herramienta poderosa en el campo de la biología y reprogramación de células madre.

Esta nueva La tecnología de alta precisión también podría contribuir al proyecto genético más ambicioso del mundo, los Atlas de células humanas , habilitando secuencial, manipulación genética no invasiva y multiplexada y muestreo de 'biopsia' subcelular con una sola herramienta.

La capacidad de analizar células individuales conservando las mismas configuraciones espaciales que el tumor original es fundamental para comprender la diversidad y heterogeneidad de las células dentro de un tumor. Por lo tanto, El desarrollo de herramientas para sondear y analizar células individuales en su entorno fisiológico natural es fundamental.

En su estudio, Sonda multifísica sin contacto para manipulación y análisis unicelulares resueltos espacio-temporales publicada en la revista Pequeña , El profesor asistente de Ingeniería Mecánica y Biomédica de NYUAD e investigador principal en el Laboratorio de Microfluídica Avanzada y Microdispositivos Mohammad A. Qasaimeh y su equipo presentan el proceso de desarrollo de la nueva tecnología. El equipo se basó en sus esfuerzos anteriores en sondas de microfluidos impresas en 3D y en su reciente desarrollo de la sonda micro-electro-fluídica para la separación y el patrón de células. Sin embargo, este NMP se miniaturiza significativamente para lograr la manipulación de una sola célula, el diseño está avanzado para operaciones subcelulares, y el dispositivo está integrado con componentes eléctricos para la estimulación de una sola célula.

"Esto es análogo a recolectar muestras de sangre de un paciente sin contacto físico entre la aguja y la piel; sin embargo, en el caso de la NMP, el paciente es una sola célula cancerosa, y la 'aguja' es cinco veces más delgada que un mechón de cabello humano y utiliza señales eléctricas para perforar la membrana celular, sin punción física, "dijo Ayoola T. Brimmo, el primer autor y ex Ph.D. estudiante con el grupo del profesor Qasaimeh.

El uso de herramientas de impresión 3D avanzadas permitió al equipo crear más de 200 prototipos con iteraciones rápidas, y facilitó la inclusión de microelectrodos 3D en la punta del NMP. La NMP recuperó eficazmente ARN de células cancerosas individuales e introdujo ADN sintéticos (plásmidos) en células cancerosas individuales, todo mientras se mantienen las células dentro de su configuración similar a un tejido y se dejan intactas las demás células vecinas.

"El NMP que hemos desarrollado puede orientar el camino hacia análisis genéticos más profundos de células individuales y una comprensión más fundamental del cáncer y otras enfermedades complejas, ", dijo Qasaimeh." Nuestra investigación futura tiene como objetivo aumentar el rendimiento de la NMP, así como aumentar la precisión para apuntar a componentes subcelulares. Esperamos que tales desarrollos permitan una comprensión incomparable del funcionamiento interno fundamental de todas las formas de vida ".