Un team di ricercatori della New York University di Abu Dhabi ha sviluppato una sonda MicroelectroFluidic Probe (MeFP) abilitata alla dielettroforesi (DEP) che ha la capacità di separare e modellare in sequenza le cellule di mammifero in un sistema microfluidico aperto. Le cellule dei mammiferi sono minuscole (circa un decimo del diametro di un singolo capello) e quindi diventa molto difficile arricchire selettivamente e modellare le cellule alla risoluzione di una singola cellula. Lo strumento sviluppato è in grado di arricchire selettivamente le cellule di interesse in un arresto di tipo magnetico che porta ad afferrare le cellule bersaglio dal flusso di fluido, lasciando intatti quelli non bersaglio all'interno del flusso. Di conseguenza, le cellule arrestate vengono rilasciate e modellate sul substrato in un processo simile alla stampa 2-D.

Lo studio ha dimostrato il MeFP con un'efficienza di isolamento fino al 100%, purezza di separazione del 90%, e una velocità di deposizione del modello di pochi secondi. Usando questo metodo per ordinare, purificare, e assemblare le cellule in schemi controllati è il primo passo nel processo di ingegneria dei tessuti.

Il dispositivo ha anche una potenziale applicazione nella cattura sequenziale e nella caratterizzazione delle cellule tumorali circolanti (cellule maligne presenti nel sangue dei pazienti oncologici). Poiché il MeFP può depositare direttamente le cellule catturate su qualsiasi substrato piatto inferiore, queste cellule possono essere successivamente testate con più farmaci chemioterapici utilizzando solo la caratteristica microfluidica dello stesso dispositivo.

Nella carta, "Sonda microelettrofluidica per la separazione e la modellazione sequenziale delle cellule, "pubblicato sulla rivista Laboratorio su un chip , i ricercatori presentano il processo di creazione di uno strumento in grado di separare e modellare le cellule utilizzando le forze DEP all'interno di un sistema microfluidico aperto "senza canale", permettendo a modelli cellulari con struttura complessa simile a un tessuto di crescere. La MeFP è una sonda microfluidica con aperture di iniezione e aspirazione, integrato con una serie di elettrodi a microgobba sulla punta. Regolando la configurazione del flusso del MeFP, i ricercatori sono stati in grado di modellare una coltura cellulare contenente due diversi tipi di cellule per studi di interazione cellulare omotipica ed eterotipica.

Con il MeFP, cellule biologiche di diversi tipi possono essere ordinate sequenzialmente e simultaneamente modellate, su qualsiasi supporto piano, per formare i modelli cellulari richiesti e potenzialmente i costrutti tissutali. Esempi di diversi tipi di cellule includono cellule cancerose, cellule staminali, globuli rossi e immunitari, per dirne alcuni.

"Il MeFP è uno strumento multifunzionale per manipolare le cellule in uno spazio aperto senza canali, " ha affermato il ricercatore capo e assistente professore di ingegneria meccanica e biomedica presso la NYUAD Mohammad Qasaimeh, "questa dimostrazione della sua semplicità, la natura dinamica e personalizzabile ispirerà nuovi modelli cellulari, Ingegneria dei tessuti, e applicazioni per le scienze della vita".

"Lo strumento sviluppato può essere utilizzato per eseguire la scansione su qualsiasi substrato piano, e possono separare celle specifiche in base alle loro firme elettroniche, "' ha commentato il primo autore e Global Ph.D. Fellow in Mechanical Engineering presso la NYUAD Ayoola T. Brimmo.

"Questo è il primo studio che combina le forze DEP all'interno di una sonda microfluidica aperta, che possiedono le caratteristiche di confinamenti idrodinamici e capacità di scansione, ", ha affermato il secondo autore e ricercatore senior in Ingegneria Meccanica e Biomedica presso la NYUAD Anoop Menachery.