Próxima generación: microfluidos para el plato
Cuadrupolo microfluídicoMOHAMMAD AMEEN QASAIMEH, UNIVERSIDAD MCGILL
EL DISPOSITIVO: Los dispositivos microfluídicos ofrecen métodos precisos a pequeña escala para administrar fluidos a organismos, tejidos y células. Un cuadrupolo de microfluidos, desarrollado por David Juncker en la Universidad McGill y sus colegas, proporciona un gradiente de concentración ajustable rápidamente en una configuración diseñada para perturbar mínimamente las células. Tal aparato podría dar a los investigadores un sistema para exponer las células a moléculas de señalización, por ejemplo, y observar las células. reacción justo en el plato.
El dispositivo, del tamaño de un bolígrafo y sujeto a un microscopio, tiene cuatro aberturas: dos para rociar el líquido y dos para succionarlo. Los orificios de inyección y reaspiración están separados por un milímetro, dispuestos en un cuadrado. Volver a aspirar el fluido es importante para mantener el líquido local y no contaminar toda la muestra.
El aparato está diseñado de tal manera que las dos corrientes de inyección chocan entre sí, creando un «estancamiento». .
NOVEDADES: En las aplicaciones biológicas, la microfluídica ha sido un poco torpe. Las células, los tejidos o los organismos generalmente se cultivan en el dispositivo de microfluidos, en lugar de que el dispositivo llegue al plato o al tubo.
Lo bueno de esta sonda es que coloca la sonda donde están el organismo y las células. , en lugar de poner la placa de Petri en el dispositivo, dijo Joel Voldman, profesor de ingeniería del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que no participó en esta investigación. Eso baja la barrera y abre las áreas de aplicación para usarlo.
Líneas aerodinámicas del cuadrupolo microfluídico. MOHAMMAD AMEEN QASAIMEH, UNIVERSIDAD MCGILL
El cuadrupolo permite manipular el gradiente de concentración de fluidos que transportan drogas o productos químicos, por ejemplo, en cuestión de segundos cambiando el nivel de soluto en una de las corrientes de inyección. Otros enfoques que utilizan la difusión pasiva para alterar la concentración pueden tardar hasta media hora, dijo Juncker. Y aquellos dispositivos que pueden cambiar el gradiente más rápido a menudo crean cizallamiento y pueden alterar el comportamiento celular.
IMPORTANCIA: Hace años, los investigadores de células madre reconocieron la necesidad de tratar de recrear el microambiente de un organismo vivo para células en cultivo. Pero replicar patrones de gradientes de morfógenos (la distribución de moléculas que guían el desarrollo embrionario in vitro para imitar algunas de las señales normales de las células madre) ha sido relativamente difícil de lograr, dijo Marie Csete, anestesióloga de la Universidad de California en San Diego y directora científica de iFluidics, le dijo a The Scientist en un correo electrónico.
En este sentido, el trabajo de Juncker es emocionante, porque la tecnología parece simple… y los gradientes se establecen rápidamente y se pueden ajustar, Csete dijo.
Juncker tiene la vista puesta en el desarrollo neuronal. Una aplicación, por ejemplo, sería observar el movimiento de los conos de crecimiento de las neuronas, las puntas de los axones que establecen sinapsis en respuesta a gradientes de señales químicas.
NECESITA MEJORAR: Hay una gran advertencia sobre la aplicabilidad del aparato: en realidad no han puesto células aquí debajo y han demostrado que las células están felices, dijo Voldman. Los investigadores usaron perlas trazadoras verdes y rojas para visualizar el flujo de la solución, pero aún no he aplicado el dispositivo a un sustrato biológico.
Habiendo interconectado muchos dispositivos con muchos tipos de células diferentes, sé que surgirán algunos problemas impredecibles, señaló Csete. Juncker dijo que su próximo paso es incluir células en la configuración de microfluidos para ver cómo reaccionan.
Una de las actualizaciones que Juncker tiene en mente es hacer que la sonda sea transparente para facilitar la obtención de imágenes, y también quisiera diseñar una plataforma que pudiera funcionar dentro de una rebanada de tejido.
Csete dijo que espera que los investigadores de células madre estén ansiosos por tener en sus manos el dispositivo, pero actualmente es un aparato hecho a la medida. Aunque la fabricación no es excepcionalmente complicada, las personas deberían estar capacitadas para usar la configuración. Pero Juncker dijo que si la gente está interesada, estará dispuesto a ayudarla.
MA Qasaimeh et al ., Cuadrupolo microfluídico y gradiente de concentración flotante, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms1471, 2011.
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