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Crédito: dra_schwartz/Getty Images

Por Gail Dutton

A eletroporação é um método estabelecido para remover células indesejadas de amostras celulares heterogêneas, extrair componentes celulares e transportar moléculas através das membranas celulares. Visar células individuais, no entanto, requer tecnologias de pré-seleção ou de célula única e muitas vezes danifica as células.

Em contraste, num estudo de prova de conceito, investigadores do Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Imunologia mostraram que podiam eletroporar células predeterminadas identificadas em tempo real com base na análise microscópica de alta qualidade de células fluorescentes. Os benefícios da aplicação de campos elétricos altamente localizados, em vez da eletroporação em massa, são maior controle e reprodutibilidade.

A equipe, liderada por Michael Kirschbaum, PhD, gerente de grupo de processamento de células microfluídicas e análise de células, corou as células-alvo de 10 µm de diâmetro com fluorescência verde e as células não-alvo com fluorescência azul. Seu pequeno tamanho permitiu que células individuais fossem poradas seletivamente, desde que o espaçamento entre células também fosse de pelo menos 50 µm. Após a poração, as células foram retiradas do chip e coletadas em uma placa de 96 poços.

Este método alcançou mais de 90% de especificidade, uma taxa média de poração superior a 50% e uma produtividade de até 7.200 células por hora. A taxa de fluxo máxima teórica é de cerca de 18.000 células por hora. Em termos de sensibilidade, pulsos de eletroporação mais fortes levaram a melhores taxas de poração. Infelizmente, os pulsos mais fortes diminuíram a vitalidade celular. Após três dias, quase 20% das células pulsadas a 9kV/cm-1 eram viáveis, em comparação com aproximadamente 40% a 7kV/cm-1 e 90% a 5kV/cm-1.

O desempenho do chip diminuiu com o tempo, informou o jornal. “Normalmente, usamos cada chip para três experimentos, com um total de cerca de 20.000 células processadas”, disse Kirschbaum e o primeiro autor Felix Pfisterer, engenheiro diplomado, ao GEN.

Os cientistas disseram que estão considerando uma versão descartável dos chips microfluídicos, ao mesmo tempo que contemplam maneiras de aumentar sua durabilidade. As opções podem incluir “aumentar a espessura do eletrodo de poração, aplicar revestimentos protetores ou otimizar o formato do pulso para obter os efeitos de poração mais altos na tensão mais baixa”.

Experimentos futuros podem ser projetados “demonstrando a capacidade do sistema para transfecção celular ou extração de material intracelular com resolução unicelular”, observaram Kirschbaum e Pfisterer, acrescentando que este método é fácil e econômico, usando principalmente equipamentos disponíveis no mercado. Ele pode ser facilmente paralelizado e lidar com vários tipos de alvos celulares, acrescentaram.

Antes que possa ser comercializado, disseram eles, é necessária otimização. Isso inclui aumentar o rendimento e adaptar o método para permitir a esterilização, bem como dimensionar as linhas de produção.