I saggi basati su cellule ad alto rendimento sono un potente strumento di ricerca utilizzato per quantificare le risposte di singole cellule o popolazioni di piccole cellule in condizioni diverse. Le loro applicazioni includono lo screening dei farmaci, profili genomici e studi di impatto ambientale.

Però, poiché la maggior parte dei test cellulari si basa su misurazioni medie della popolazione, la capacità di estrapolare risultati importanti e trarre conclusioni accurate può spesso essere compromessa a causa dell'eterogeneità della popolazione cellulare.

"La capacità di generare una popolazione cellulare più omogenea, almeno rispetto a un tratto prescelto, potrebbe aiutare in modo significativo la ricerca biologica di base e lo sviluppo di saggi ad alto rendimento, "dice John Slater, assistente professore di ingegneria biomedica presso l'Università del Delaware.

Ora, Slater e un team di ricercatori della Duke University, Il Baylor College of Medicine e la Rice University hanno sviluppato un strategia di patterning derivato dalle cellule che produce array di cellule omogenee con proprietà anatomiche che imitano le cellule da cui sono stati derivati ​​i pattern.

Il lavoro è riportato in un documento, "Ricapitolazione e modulazione dell'architettura cellulare di una cella di interesse scelta dall'utente utilizzando derivati ​​cellulari, Modelli biomimetici, " pubblicato in ACSNano .

Una caratteristica importante della tecnica è che potrebbe fornire un mezzo per disaccoppiare le influenze di diversi fattori sui processi mediati dalla meccanotrasduzione, un termine che si riferisce ai molti meccanismi con cui le cellule convertono gli stimoli meccanici in attività biochimica.

Questi fattori includono la struttura del citoscheletro, dinamiche di adesione e tensione intracellulare, che si combinano per governare le funzioni di segnalazione all'interno delle cellule e, in definitiva, il destino cellulare.

Inoltre, potrebbe consentire la ricapitolazione diretta dello stato di tensione di una cellula scelta dall'utente in una vasta popolazione di cellule modellate.

"La capacità di mettere a punto l'architettura del citoscheletro, dinamica del sito di adesione, e la distribuzione delle forze intracellulari attraverso semplici modifiche del modello "al volo" fornisce un livello senza precedenti di controllo sulla meccanica del citoscheletro, " dice Slater.

Vede il nuovo strumento come potenzialmente sinergico con una tecnica esistente nota come FACS (smistamento cellulare attivato dalla fluorescenza), che viene spesso impiegato prima della sperimentazione per ridurre al minimo il problema dell'eterogeneità.

Slater spiega che con FACS, popolazioni cellulari omogenee vengono generate in base alla presenza di specifici marcatori di superficie cellulare.

In contrasto, con la nuova tecnica, una cellula di interesse può essere scelta sulla base di una semplice analisi dell'immagine dell'espressione proteica, e una configurazione di pattern può essere derivata per produrre un fenotipo simile alla cellula di interesse in una grande popolazione di cellule di pattern.

Questo potrebbe guidare un fenotipo cellulare scelto attraverso la meccanotrasduzione e anche aiutare a mantenere i fenotipi che sono già stati selezionati per via FACS.

"Un tale strumento potrebbe rivelarsi estremamente utile nello studio dell'influenza di sottili cambiamenti ambientali locali sul comportamento cellulare, Per esempio, differenziazione delle cellule staminali, in particolare quando si passa a piattaforme di analisi ad alta produttività e analisi a cella singola, "dice Slater.