Un nuevo microchip podría ayudar a los científicos a descubrir los secretos de la regeneración del corazón en ratones bebés
Crédito: CC0 Public Domain
Los ratones bebés pueden ser pequeños, pero también son fuertes. Durante sus primeros siete días de vida, tienen la habilidad especial de regenerar el tejido cardíaco dañado. Los humanos, por otro lado, no tenemos tanta suerte: cualquier lesión cardíaca que suframos podría provocar un daño permanente. Pero, ¿y si pudiéramos aprender a reparar nuestros corazones, como ratones bebés?
Un equipo de investigadores dirigido por UNSW Sydney ha desarrollado un microchip que puede ayudar a los científicos a estudiar el potencial regenerativo de las células cardíacas de los ratones. Este microchip, que combina la microingeniería con la biomedicina, podría ayudar a allanar el camino para nuevas investigaciones sobre medicina regenerativa del corazón.
El estudio aparece en la portada de la edición de hoy de la revista Small.
«Hemos desarrolló una manera simple, confiable, económica y rápida de identificar y separar estas importantes células cardíacas de ratón», dice el autor principal, el Dr. Hossein Tavassoli, ingeniero biomédico e investigador de células madre en UNSW Medicine & Health, quien realizó este trabajo como parte de su doctorado. tesis.
«Nuestro método utiliza un microchip que es fácil de fabricar y se puede hacer en cualquier laboratorio del mundo».
El proceso para identificar y separar las células del corazón de los ratones es bastante complejo. .
Primero, los científicos deben separar el tipo correcto de células cardíacas (llamadas cardiomiocitos proliferativos) de otros tipos de células presentes en el corazón.
Su próximo desafío es mantener vivas las células .
«Las células cardíacas de ratones recién nacidos (llamadas cardiomiocitos proliferativos) son muy sensibles itivo», dice el Dr. Vashe Chandrakanthan, investigador principal de UNSW Medicine & Health y coautor principal del estudio.
«Solo alrededor del 20 por ciento generalmente sobrevive al proceso convencional de aislamiento y separación. Si queremos estudiar estas células, debemos aislarlas antes de que sufran muerte celular».
El Dr. Tavassoli dice que este nuevo método es mucho más eficiente.
«Reducimos el estrés aplicado a estas células al minimizar el tiempo de aislamiento y procesamiento», dice. «Nuestro método puede purificar millones de células en menos de 10 minutos.
«Casi todas las células sobrevivieron cuando usamos nuestro chip microfluídico más del 90 por ciento».
El dispositivo en forma de espiral es un chip microfluídico, es decir, un chip diseñado para manejar líquidos a pequeña escala. Filtra las células según su tamaño, separando los cardiomiocitos de otras células. La producción del chip cuesta menos de $500, lo que lo hace más económico que otros métodos de aislamiento y separación.
Esta herramienta facilitará a los investigadores el estudio de cómo los ratones bebés reparan sus corazones y si los humanos podrían usar el misma técnica.
«La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte en el mundo», dice el Dr. Tavassoli. «En Australia, alguien muere de una enfermedad cardíaca cada 12 minutos y cada cuatro horas nace un bebé con un defecto cardíaco.
«Esperamos que nuestro dispositivo ayude a acelerar la investigación de enfermedades cardíacas».
Caracterización de células cardíacas de ratones
Una vez que las células cardíacas se separaron de otras células con la ayuda de su chip, los investigadores aprovecharon la oportunidad para estudiar las propiedades físico-mecánicas de las células, es decir, la forma en que responder a la fuerza.
Esto implicó hacer preguntas como ‘¿Cómo laten estas células cardíacas individuales?’, ‘¿Las células tienen características distintas?’ y ‘¿Cuáles son sus diferencias en tamaño, forma y elasticidad?’.
Los hallazgos podrían proporcionar nuevos conocimientos para desarrollar materiales que reparen el tejido cardíaco, como parches cardíacos, andamios e hidrogeles.
«La caracterización rápida y a gran escala de las características físico-mecánicas de las células es un campo de investigación relativamente nuevo», dice el Dr. Tavassoli, quien originalmente se formó como ingeniero antes de especializarse en medicina.
«Este es la primera vez que se usa la tecnología de microfluidos para estudiar las propiedades mecánicas de las células del corazón de un ratón bebé».
Un microchip multipropósito
El Dr. Chandrakanthan dice que aunque el microchip fue creado para bebés células cardíacas de ratón, podría adaptarse potencialmente para su uso en otros tipos de aplicaciones celulares.
«Los principios son compatibles con el aislamiento de cardiomiocitos de células cardíacas de ratón de todas las edades», dice.
«Potencialmente también podríamos usar este método para separar no solo las células del corazón, sino todo tipo de células de diferentes alquilar órganos.»
Dr. Tavassoli dice que este método también podría ayudar a otras áreas de la investigación médica, incluida la biología cardíaca, el descubrimiento de fármacos y la nanoingeniería. Actualmente está realizando una investigación en el Instituto Garvan y el Centro de Investigación del Cáncer Lowy sobre cómo este método podría ayudar en el diagnóstico del cáncer.
«Este microchip abre la oportunidad para nuevos descubrimientos por parte de investigadores de todo el mundo», dice. .
Explore más
Los científicos usan etiquetas codificadas por colores para descubrir cómo se desarrollan las células del corazón Más información: Hossein Tavassoli et al, Aislamiento sin etiqueta y análisis de fenotipado biofísico de células individuales de cardiomiocitos primarios mediante microfluidos inerciales , Pequeño (2020). DOI: 10.1002/smll.202006176 Información de la revista: Pequeña
Proporcionada por la Universidad de Nueva Gales del Sur Cita: Un nuevo microchip podría ayudar a los científicos a descubrir los secretos de la regeneración del corazón en ratones bebés (25 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-microchip-scientists-uncover-secrets-heart.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.