Nova técnica permite ‘nanobiópsia’ robótica de células vivas
Investigadores da Universidade de Santa Cruz (UCSC – Califórnia, EUA)
desenvolveram um sistema robótico para "nanobiópsias" que pode
extrair pequenas amostras de dentro de uma célula viva sem matá-la. A técnica da
nanobiópsia de célula única é uma ferramenta poderosa para os cientistas que
trabalham para compreender os processos dinâmicos que ocorrem dentro de células
vivas, de acordo com Nader Pourmand, professor de engenharia biomolecular da Escola
de Engenharia Baskin da UCSC.
"Podemos fazer uma biópsia a uma célula viva e voltar à mesma célula
várias vezes ao longo de alguns dias sem matá-la. Com outras tecnologias, tinha
que se sacrificar uma célula para analisá-la," disse Pourmand, que lidera
o gripo de tecnologia bioelétrica e de biosensores na UCSC.
A plataforma das nanobiópsias é o mais recente dispositivo desenvolvido
pelo seu grupo que usa nanopipetas, que são tubos de vidro pequenos que se
afilam para uma ponta fina com um diâmetro de apenas 50 a 100 nanômetros.
"Podemos criar nanopipetas no laboratório -- não requer uma instalação de
nanofabricação cara," Pourmand disse. "Para entrar numa célula, no
entanto, o problema é que não pode ver a ponta, mesmo com um microscópio de alta
tecnologia, não sabe a que distância a ponta da célula está."
Adam Seger, um investigador pós-doutorado no laboratório (agora em MagArray
em Sunnyvale), resolveu este problema através do desenvolvimento de um sistema
de controlo de feedback baseado num microscópio condutor de iões personalizado
(SICM). O sistema usa uma corrente iónica em toda a ponta da nanopipeta como um
sinal de feedback, detetando uma queda na corrente quando a ponta fica perto da
superfície da célula. Um sistema de controlo automatizado posiciona a ponta da
nanopipeta apenas acima da superfície da célula e depois mergulha-a rapidamente
para penetrar a membrana celular. Manipulando a tensão, desencadeia a absorção
controlada de uma quantidade de minutos de material celular. Porque a ponta é
tão fina, causa interrupção mínima da célula.
Num estudo publicado na ACS Nano,
o grupo de Pourmand usou o sistema para extrair de células vivas pequenas
quantidades de material celular, estimados em cerca de 50 femtolitros (um
femtolitro é um quadrilionésimo de um litro). Isso é cerca de um por cento do
volume de uma célula humana. Os investigadores foram capazes de extrair e sequenciar
o ARN de células cancerosas humanas individuais. Também extraíram mitocôndrias
(minúsculos organismos subcelulares) de fibroblastos humanos e sequenciaram o ADN
mitocondrial.
"As mitocôndrias são conhecidas por estarem envolvidas em muitas
doenças neurodegenerativas. "Esta tecnologia pode ser usada para lançar
luz sobre a importância das mutações no genoma mitocondrial, disse Pourmand.
Existem muitos usos potenciais para esta tecnologia, e Pourmand disse que
ele está ansioso por desenvolver colaborações com outros investigadores e
explorar diferentes aplicações. "É uma plataforma versátil para qualquer
um tentando entender o que está acontecendo dentro da célula, incluindo biólogos
do cancro, biólogos de células estaminais e outros," ele disse.
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