Un team guidato da scienziati dell'Università di Yale ha sviluppato un modo per manipolare e ordinare rapidamente diverse cellule del sangue utilizzando liquidi magnetizzabili. Le scoperte, che sarà pubblicato la settimana del 7 dicembre nell'edizione online del Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , potrebbe migliorare notevolmente la velocità e la sensibilità dei test utilizzati per rilevare i biomarcatori del cancro, disturbi del sangue, virus e altre malattie.

I ferrofluidi sono costituiti da nanoparticelle magnetiche sospese in un vettore liquido. Sono utilizzati da anni in applicazioni industriali, anche in hard disk e altoparlanti. Ora una squadra guidata da Hur Koser, professore associato presso la Yale School of Engineering &Applied Science, ha sviluppato un ferrofluido biocompatibile - uno con il giusto livello di pH e salinità in modo che le cellule umane possano sopravvivere in esso per diverse ore - e ha creato un dispositivo con elettrodi integrati che generano un modello di campo magnetico, permettendo loro di manipolare e separare i globuli rossi, cellule falciformi e batteri contenuti in questa soluzione unica.

Il campo magnetico attrae le nanoparticelle nel ferrofluido, spingendo e mischiando efficacemente il molto più grande, cellule non magnetiche lungo canali specifici. A seconda della frequenza del campo magnetico che applicano, i ricercatori sono anche in grado di manipolare e ordinare diversi tipi di cellule a seconda delle loro dimensioni, elasticità e forma.

"È come se le cellule navigassero su forze magnetiche, " disse Koser. "Quando accendiamo il campo magnetico, le cellule non magnetiche vengono immediatamente spinte fino alla sommità del canale." Lì, rotolano lungo la superficie e possono essere rapidamente diretti verso un sensore.

Mentre esistono altre tecniche di manipolazione cellulare, questo nuovo metodo è unico in quanto non richiede il collegamento di biomarcatori, o etichette, alle celle e non è necessaria una preparazione o una post-elaborazione ad alta intensità di lavoro.

Essere in grado di ordinare e spostare efficacemente le cellule con questa tecnica potrebbe consentire una maggiore efficienza nel rilevamento delle malattie indirizzando le cellule malate verso i sensori. Molti dei test odierni richiedono ore o addirittura giorni per essere completati, perché la concentrazione di cellule malate in un campione di sangue può essere così bassa che impiega molto tempo a urtare casualmente i sensori. Nel cancro allo stadio iniziale, ad esempio, potrebbe esserci una cellula tumorale per ogni miliardo di cellule sane, rendendoli estremamente difficili da rilevare.

"Una separazione efficace ed efficiente è molto importante quando cerchi un ago in un pagliaio, " disse Ayse Rezzan Kose, uno studente laureato nel Koser Lab e l'autore principale dello studio. "Speriamo di poter ottenere un aumento di diversi ordini di grandezza nella sensibilità delle tecnologie di rilevamento esistenti. In tal caso, un'analisi del campione di sangue potrebbe essere completata in pochi minuti, non ore o giorni."

Koser spera che un giorno la nuova tecnica porterà a sensori portatili che i medici possono portare sul campo e che potrebbero essere utilizzati per testare una serie di disturbi, come il cancro e l'HIV. "Tutto ciò che puoi mettere nella soluzione di ferrofluido è potenzialmente rilevabile in questo modo".

Maggiori informazioni: DOI:10.1073/pnas.0912138106

Fonte:Università di Yale (notizie:web)