I biofisici dell'UCLA hanno sviluppato un nuovo metodo per determinare rapidamente la rigidità e le dimensioni di una singola cellula, che alla fine potrebbe portare a trattamenti migliori per il cancro e altre malattie.

Il metodo consente ai ricercatori di effettuare misurazioni standardizzate di singole cellule, determinare la rigidità di ciascuna cella e assegnarle un numero, generalmente tra 10 e 20, 000, in un'unità di misura chiamata pascal. I pascal possono essere utilizzati per quantificare qualsiasi materiale da una cella alla gomma, Di legno, titanio e diamante.

"Misurare le celle con il nostro strumento calibrato è come misurare il tempo con un orologio standardizzato, " ha detto l'autore senior Amy Rowat, Professore associato UCLA di biologia e fisiologia integrativa. "Il nostro metodo può essere utilizzato per ottenere misurazioni della rigidità di centinaia di cellule al secondo".

Il metodo, chiamata citometria a deformabilità quantitativa, o q-DC, utilizza un piccolo dispositivo (circa un pollice per due pollici), che è fatto di un morbido, gomma flessibile simile al materiale utilizzato per le lenti a contatto; ha chip di circuiti integrati, come quelli dei computer. I ricercatori utilizzano particelle di gel contenenti molecole derivate da alghe, con una consistenza simile a Jell-O, di cui conoscono la rigidità, per forzare le cellule attraverso il dispositivo. Le cellule si spremono attraverso minuscoli pori, circa 10 volte più piccolo della larghezza di un singolo capello umano. Mentre le cellule scorrono verso il basso attraverso il dispositivo, i ricercatori girano video a migliaia di fotogrammi al secondo, più di 100 volte più velocemente dei video standard.

Autore principale, La studentessa laureata dell'UCLA Kendra Nyberg, ha costruito il dispositivo e ha inserito miliardi di cellule attraverso di esso. Per questa ricerca, che è pubblicato in Giornale Biofisico , Rowat e Nyberg hanno riferito sulle cellule del cancro al seno. Le cellule cancerose sono generalmente da due a cinque volte meno rigide delle cellule normali.

Nel futuro, i medici potrebbero utilizzare il metodo per monitorare un paziente nel tempo per vedere come un farmaco sta influenzando le cellule tumorali del paziente, ha detto Rowat. Le cellule tumorali potrebbero essere estratte dalla persona o prelevate da una biopsia e analizzate attraverso il dispositivo, che Rowat ha progettato.

La ricerca fornirà agli scienziati un quadro più preciso, metodo standardizzato per distinguere le cellule tumorali dalle cellule normali. È anche probabile che alla fine permetta ai medici di prevedere quanto possa essere invasiva una cellula cancerosa, e quali farmaci possono essere più efficaci nella lotta contro il cancro. Il metodo potrebbe anche aiutare a rivelare quali proteine ​​sono importanti nella regolazione dell'invasione di una cellula cancerosa, il che potrebbe essere utile perché gli scienziati possiedono strumenti di biologia molecolare per bloccare particolari proteine.

"Utilizzando q-DC, possiamo valutare molto rapidamente come trattamenti farmacologici specifici influenzino le proprietà fisiche delle singole cellule, come forma, dimensione e rigidità, e ottenere calibrato, misurazioni quantitative, " ha detto Rowat, un membro del Jonsson Comprehensive Cancer Center dell'UCLA.

I ricercatori stanno ora espandendo il metodo per applicarlo ad altri tipi di cellule tumorali. Vorrebbero capire meglio la relazione tra le proprietà fisiche di una cellula cancerosa e la facilità con cui le cellule cancerose possono diffondersi nel corpo. L'ipotesi di Rowat è che proprietà come la rigidità, le dimensioni delle cellule e la capacità di una cellula di cambiare forma sono importanti per consentire alle cellule tumorali di muoversi.

Rowat e Nyberg possono misurare anche altri tipi di cellule, come le cellule falciformi e i globuli rossi (che sono alterati nel diabete).

Rowat e colleghi hanno riferito in Rapporti scientifici nel 2015 un metodo di screening chiamato microfiltrazione parallela che utilizza le informazioni sulle proprietà fisiche di una cellula per classificare molti diversi tipi di cellule tumorali.