Forskere bruger RFID -chips til at spore biologiske prøver

Radio frequency identification (RFID) chips bruges i dag til alt fra betaling for offentlig transport til sporing af husdyr til standsning af butikstyve. Men nu, forskere i USA og Japan vil bruge dem til noget andet:holde styr på organoider, prøver af menneskeligt væv, der efterligner stykker af organer og er dyrket fra stamceller. Organoiderne, som forskerne indlejrede med RFID-chips, fungerede normalt og modstod ekstreme forhold, tyder på, at de kunne være en nyttig måde at organisere og identificere de store mængder organoider, der ofte er nødvendige i eksperimentelle situationer. Værket vises 31. maj i bladet iScience .

"Denne form for tværfaglig tilgang giver potentielt en forstyrrende vej frem:tanken er at kombinere organoider med digitale teknologier for at fremme lægemiddeltest og transplantation, " siger seniorforfatter Takanori Takebe, en kliniker og forsker ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Tokyo Medical and Dental University, og Yokohama City University.

Menneskelige organoider er en lovende vej til forskning i menneskelig udvikling og sygdom, fordi de replikerer strukturen, fungere, og fænotype af vores organer i miniature i laboratoriet. Dyrket fra menneskeinducerede pluripotente stamceller, de deler, skelne, og selvsamler i henhold til vækstprogrammerne for deres tilsvarende organer. Og især inden for medicin, de kan illustrere virkningerne af visse lægemidler på vores organer på måder, som mere traditionelle cellekulturer ikke kan.

Tanken om at indlejre mikrochips i menneskelige organoider virkede som en naturlig pasform for Takebe, der har arbejdet meget med RFID-chips i sundhedssammenhæng. Chipsene kan bruges til at registrere, optage, og spor interessante ændringer live i store mængder af organoider på én gang - og fordi celler selv samles til 3-D strukturer under vækstprocessen af ​​en organoid, han mente, at det kunne være muligt for mikrochipsene at blive naturligt integreret i organoiderne, mens de voksede. "At introducere chipsene ved hjælp af kraftfulde metoder som injektion er ekstremt giftigt for organoider, så vi udnyttede organoidens naturlige selvkavitationskraft til at integrere mikrochipsene, så vi kunne forhindre vævsskade og ødelæggelse, " han siger.

For at teste denne procedure, han og hans team dyrkede hybride leverorganoider indeholdende billige, kommercielt tilgængelige RFID-chips på størrelse med sandkorn. De fandt ud af, at 95% af deres 96 testorganoider med succes inkorporerede chippen. Organoiderne var ubeskadiget af proceduren:de var formet normalt, udskiller normale leverproteiner, og transporteret galde som forventet. "Der var næsten ingen forskelle, overraskende, " siger Takebe.

RFID-chips, som er kendt for deres holdbarhed, fungerede også som forventet. Hybride organoider dyrket fra stamceller fra donorer med fedtleversygdom kunne identificeres ved RFID i en pulje af organoider fra en række donorer. Og chipsene klarede også en række tests af den slags tilstande, de kunne have brug for for at overleve for at være nyttige i forskning:de og deres organoider fungerede stadig normalt efter at være blevet frosset og optøet til kryokonservering, ved temperaturer på næsten minus 200 grader celsius, efter at have været indlejret i paraffin, og ved en række forskellige pH-værdier.

Takebe erkender, at der stadig er begrænsninger med denne tilgang. Der skal gøres mere arbejde for at opskalere produktionen af ​​disse hybride organoider, og han og hans team arbejder i øjeblikket på at udvikle et system, der kan scanne radiofrekvensen og fluorescensen af ​​en organoid på samme tid. Han håber også, at andre former for mikrochips kan integreres i organoider i fremtiden, og at RFID-chips med sensorteknologier kan bruges til at registrere data i realtid om organoiderne. "Mit laboratoriums fokus er fuldstændig biologisk, så nogle af disse udfordringer er ting, vi ikke kan løse alene. Men med samarbejde mellem eksperter på forskellige områder, og især i betragtning af hvor hurtigt teknologien udvikler sig, Jeg tror på, at vi kan og vil løse dem, " han siger.