I chip di identificazione a radiofrequenza (RFID) sono oggi utilizzati per tutto, dal pagamento del trasporto pubblico al monitoraggio del bestiame, all'arresto dei taccheggiatori. Ma ora, ricercatori negli Stati Uniti e in Giappone vogliono usarli per qualcos'altro:tenere traccia degli organoidi, campioni di tessuto umano che imitano pezzi di organi e sono cresciuti da cellule staminali. Gli organoidi che i ricercatori hanno incorporato con i chip RFID hanno funzionato normalmente e hanno resistito a condizioni estreme, suggerendo che potrebbero essere un modo utile per organizzare e identificare le grandi quantità di organoidi che sono spesso necessarie in situazioni sperimentali. L'opera appare il 31 maggio sulla rivista iScience .

"Questo tipo di approccio multidisciplinare offre potenzialmente una strada dirompente:l'idea è quella di combinare organoidi con tecnologie digitali per far progredire i test e i trapianti dei farmaci, ", afferma l'autore senior Takanori Takebe, un clinico e ricercatore presso il Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Università di medicina e odontoiatria di Tokyo, e la Yokohama City University.

Gli organoidi umani sono una strada promettente per la ricerca sullo sviluppo umano e sulle malattie perché replicano la struttura, funzione, e fenotipo dei nostri organi in miniatura in laboratorio. Cresciuto da cellule staminali pluripotenti indotte umane, si dividono, differenziare, e si autoassemblano secondo i programmi di crescita dei loro organi corrispondenti. E in particolare in medicina, possono illustrare gli effetti di alcuni farmaci sui nostri organi in modi che le colture cellulari più tradizionali non possono.

L'idea di incorporare microchip in organoidi umani sembrava una scelta naturale per Takebe, che ha lavorato a lungo con i chip RFID in contesti sanitari. I chip potrebbero essere usati per percepire, disco, e tracciano cambiamenti interessanti che vivono in grandi quantità di organoidi contemporaneamente e poiché le cellule si autoassemblano in strutture 3D durante il processo di crescita di un organoide, pensava che sarebbe stato possibile integrare naturalmente i microchip negli organoidi durante la crescita. "Introdurre i chip con metodi efficaci come l'iniezione è estremamente tossico per gli organoidi, quindi abbiamo sfruttato il potere di auto-cavitazione naturale dell'organoide per integrare i microchip in modo da prevenire danni e distruzione dei tessuti, " lui dice.

Per testare questa procedura, lui e il suo team hanno coltivato organoidi epatici ibridi contenenti a buon mercato, chip RFID disponibili in commercio delle dimensioni di granelli di sabbia. Hanno scoperto che il 95% dei loro 96 organoidi di prova incorporavano con successo il chip. Gli organoidi non sono stati danneggiati dalla procedura:sono stati modellati normalmente, proteine ​​epatiche normali secrete, e trasportato la bile come previsto. "Non c'erano quasi differenze, sorprendentemente, "dice Takebe.

I chip RFID, che sono noti per la loro durata, ha funzionato anche come previsto. Gli organoidi ibridi cresciuti da cellule staminali di donatori affetti da steatosi epatica potrebbero essere identificati mediante RFID in un pool di organoidi provenienti da una varietà di donatori. E i chip hanno anche superato una serie di test sul tipo di condizioni di cui potrebbero aver bisogno per sopravvivere per essere utili nella ricerca:essi e i loro organoidi funzionavano ancora normalmente dopo essere stati congelati e scongelati per la crioconservazione, a temperature di quasi meno 200 gradi Celsius, dopo essere stato incorporato in paraffina, e ad una gamma di diversi pH.

Takebe riconosce che ci sono ancora dei limiti con questo approccio. È necessario lavorare di più per aumentare la produzione di questi organoidi ibridi, e lui e il suo team stanno attualmente lavorando per sviluppare un sistema in grado di scansionare contemporaneamente la radiofrequenza e la fluorescenza di un organoide. Spera inoltre che altri tipi di microchip possano essere integrati negli organoidi in futuro e che i chip RFID con tecnologie di rilevamento possano essere utilizzati per registrare dati in tempo reale sugli organoidi. "L'obiettivo del mio laboratorio è completamente biologico, quindi alcune di queste sfide sono cose che non possiamo risolvere da soli. Ma con la collaborazione tra esperti in diversi campi, e soprattutto vista la rapida evoluzione della tecnologia, Credo che possiamo e li risolveremo, " lui dice.