Низкий

Фото: dra_schwartz/Getty Images

Гейл Даттон

Электропорация — это признанный метод удаления нежелательных клеток из гетерогенных образцов клеток, извлечения компонентов клеток и транспорта молекул через клеточные мембраны. Однако нацеливание на отдельные клетки требует предварительной сортировки или технологий отдельных клеток и часто повреждает клетки.

Напротив, в исследовании, подтверждающем концепцию, исследователи из Института клеточной терапии и иммунологии Фраунгофера показали, что они могут электропорировать заранее определенные клетки, идентифицированные в режиме реального времени на основе высококачественного микроскопического анализа флуоресцентных клеток. Преимущества применения сильно локализованных электрических полей вместо объемной электропорации заключаются в повышении контроля и воспроизводимости.

Команда под руководством Майкла Киршбаума, доктора философии, менеджера группы микрофлюидной обработки клеток и клеточного анализа, окрасила клетки-мишени диаметром 10 мкм зеленой флуоресценцией, а нецелевые клетки - синей флуоресценцией. Их небольшой размер позволял избирательно порировать отдельные клетки, при условии, что расстояние между клетками также составляло не менее 50 мкм. После порации клетки смывали с чипа и собирали в 96-луночный планшет.

Этот метод достиг специфичности более 90%, средней скорости порации более 50% и производительности до 7200 клеток в час. Теоретическая максимальная скорость потока составляет около 18 000 клеток в час. С точки зрения чувствительности, более сильные импульсы электропорации приводили к лучшей скорости порации. К сожалению, более сильные импульсы снижали жизнеспособность клеток. Через три дня почти 20% клеток, подвергнутых импульсному воздействию 9 кВ/см-1, оказались жизнеспособными по сравнению с примерно 40% при 7 кВ/см-1 и 90% при 5 кВ/см-1.

Производительность чипа со временем снизилась, сообщает газета. «Обычно мы использовали каждый чип для трех экспериментов, в общей сложности обрабатывая около 20 000 клеток», — рассказали GEN Киршбаум и первый автор Феликс Пфистерер, дипломированный инженер.

Ученые заявили, что рассматривают возможность создания одноразовой версии микрофлюидных чипов, а также рассматривают способы повышения их долговечности. Варианты могут включать «увеличение толщины электрода для порообразования, нанесение защитных покрытий или оптимизацию формы импульса для достижения максимального эффекта порообразования при самом низком напряжении».

Будущие эксперименты могут быть разработаны, «показывая способность системы к трансфекции клеток или экстракции внутриклеточного материала с разрешением одной клетки», отметили Киршбаум и Пфистерер, добавив, что этот метод прост и экономически эффективен, используя в основном готовое оборудование. Они добавили, что его можно легко распараллелить и обрабатывать несколько типов клеточных целей.

По их словам, прежде чем его можно будет коммерциализировать, необходима оптимизация. Это включает в себя увеличение производительности и адаптацию метода для обеспечения стерилизации, а также масштабирование производственных линий.