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Crédito: dra_schwartz/Getty Images

Por Gail Dutton

La electroporación es un método establecido para eliminar células no deseadas de muestras de células heterogéneas, extraer componentes celulares y transportar moléculas a través de las membranas celulares. Sin embargo, apuntar a células individuales requiere preclasificación o tecnologías unicelulares y, a menudo, daña las células.

Por el contrario, en un estudio de prueba de concepto, investigadores del Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología demostraron que podían electroporar células predeterminadas identificadas en tiempo real basándose en el análisis microscópico de alta calidad de células fluorescentes. Los beneficios de aplicar campos eléctricos altamente localizados en lugar de electroporación masiva son un mayor control y reproducibilidad.

El equipo, dirigido por Michael Kirschbaum, PhD, director de grupo de procesamiento de células microfluídicas y análisis celular, tiñó las células objetivo de 10 µm de diámetro con fluorescencia verde y las células no objetivo con fluorescencia azul. Su pequeño tamaño permitió porar selectivamente las células individuales, siempre que el espacio entre células también fuera de al menos 50 µm. Después de la poración, las células se eliminaron del chip y se recogieron en una placa de 96 pocillos.

Este método logró más del 90% de especificidad, una tasa de poración promedio superior al 50% y un rendimiento de hasta 7200 células por hora. El caudal máximo teórico es de unas 18.000 células por hora. En términos de sensibilidad, los pulsos de electroporación más fuertes condujeron a mejores tasas de poración. Desafortunadamente, los pulsos más fuertes disminuyeron la vitalidad celular. Después de tres días, casi el 20 % de las células pulsadas a 9 kV/cm-1 eran viables, en comparación con aproximadamente el 40 % a 7 kV/cm-1 y el 90 % a 5 kV/cm-1.

El rendimiento del chip disminuyó con el tiempo, informó el periódico. "Por lo general, utilizamos cada chip para tres experimentos, con un total de aproximadamente 20.000 células procesadas", dijeron a GEN Kirschbaum y el primer autor Felix Pfisterer, ingeniero diplomado.

Los científicos dijeron que están considerando una versión desechable de los chips de microfluidos y al mismo tiempo contemplan formas de aumentar su durabilidad. Las opciones pueden incluir "aumentar el grosor del electrodo de poración, aplicar recubrimientos protectores u optimizar la forma del pulso para lograr los mayores efectos de poración con el voltaje más bajo".

Es posible que se diseñen experimentos futuros "que demuestren la capacidad del sistema para la transfección celular o la extracción de material intracelular con resolución unicelular", señalaron Kirschbaum y Pfisterer, y agregaron que este método es fácil y rentable, ya que utiliza principalmente equipos disponibles en el mercado. Se puede paralelizar fácilmente y manejar múltiples tipos de objetivos celulares, agregaron.

Antes de que pueda comercializarse, dijeron, es necesaria una optimización. Eso incluye aumentar el rendimiento y adaptar el método para permitir la esterilización, así como ampliar las líneas de producción.