Chip cultiva células individuais para estudo e teste de medicamentos

São centenas de células capturadas por segundo e cultivadas em condições perfeitamente controladas.
[Imagem: Universidade de Twente]

Berço para células

Pesquisadores da Universidade de Twente, na Holanda, desenvolveram um dispositivo - uma espécie de biochip - que permite capturar e manter células individuais no centro exato de uma minúscula gota de hidrogel.

Isso mantém as células vivas por várias semanas, o que facilita seu estudo, possibilitando, por exemplo, testar a ação de novos medicamentos e melhorar as terapias de células-tronco.

Até hoje não havia um instrumento de laboratório com essa capacidade. O método convencional para estudar células individuais fora do corpo já envolvia capturá-las e cultivá-las em pequenas gotas, conhecidas como microgéis. Mas as células escapam dos microgéis dentro de poucos dias, impedindo a realização de estudos de médio e longo prazos.

Tom Kamperman e seus colegas descobriram que as células que escapam estão quase sempre localizadas na borda das gotas de hidrogel. Usando câmeras de alta velocidade, eles constataram que isso se deve ao método de produção atual.

Eles resolveram o problema desenvolvendo um chip microfluídico que captura as células no centro exato dos microgéis. Isto não só evitou que as células fugissem, como também resultou em mais de 90% de sobrevivência celular por pelo menos 28 dias.

As esferas com as células ficam dentro deste biochip.
[Imagem: Universidade de Twente]

Gelificação

O hidrogel consiste principalmente em uma rede de polímero encharcada com água. Sua estrutura se assemelha à dos tecidos corporais, o que torna o material adequado para a cultura de células 3D. Os hidrogéis podem ser criados usando, por exemplo, luz ultravioleta ou enzimas para "curar" (reticular) os polímeros.

Os pesquisadores descobriram que, em vez de reticular os polímeros enquanto a gotícula ainda está se formando, o truque é desencadear esse processo um pouco depois, uma técnica que eles chamaram de "gelificação retardada". Isso permite que a célula se reposicione no centro da gota do precursor de hidrogel, que contém o polímero e as enzimas.

Usando o novo chip, torna-se possível criar centenas de microgéis por segundo, cada um contendo uma célula individual.

Já é bastante rápido, mas ainda lento para várias aplicações clínicas. Kamperman afirma que pretende superar mais essa dificuldade: "Atualmente estamos testando um protótipo melhorado com uma taxa de produção que é até mil vezes mais rápida. Isso irá eventualmente permitir que essa tecnologia de microgel chegue às aplicações clínicas."