Forskere rapporterer om ny tilgang til generering af homogene cellepopulationer til cellebaserede assays

High-throughput celle-baserede assays er et kraftfuldt forskningsværktøj, der bruges til at kvantificere responsen fra individuelle celler eller små cellepopulationer under forskellige forhold. Deres applikationer omfatter lægemiddelscreening, genomisk profilering og miljøpåvirkningsundersøgelser.

Imidlertid, da de fleste cellebaserede assays er afhængige af populationsgennemsnitlige målinger, evnen til at pirre vigtige resultater og drage nøjagtige konklusioner kan ofte blive kompromitteret på grund af cellepopulationens heterogenitet.

"Evnen til at generere en mere homogen cellepopulation, i det mindste med hensyn til en valgt egenskab, kunne i væsentlig grad hjælpe grundlæggende biologisk forskning og udvikling af high-throughput assays, " siger John Slater, assisterende professor i biomedicinsk teknik ved University of Delaware.

Nu, Slater og et team af forskere fra Duke University, Baylor College of Medicine og Rice University har udviklet en billedbaseret, celleafledt mønsterstrategi, der producerer arrays af homogene celler med anatomiske egenskaber, der efterligner de celler, hvorfra mønstrene blev afledt.

Arbejdet er rapporteret i en avis, "Rekapitulation og modulering af den cellulære arkitektur af en brugervalgt celle af interesse ved hjælp af celleafledt, Biomimetisk mønster, " offentliggjort i ACSNano .

Et vigtigt træk ved teknikken er, at den kunne give et middel til at afkoble indflydelsen fra flere faktorer på mekanotransduktionsmedierede processer, et udtryk, der refererer til de mange mekanismer, hvorved celler omdanner mekaniske stimuli til biokemisk aktivitet.

Disse faktorer omfatter cytoskeletstruktur, adhæsionsdynamik og intracellulær spænding, som kombineres for at styre signalfunktioner i celler og i sidste ende celleskæbne.

Ud over, det kunne give mulighed for direkte rekapitulation af spændingstilstanden af ​​en brugervalgt celle i en stor population af mønstrede celler.

"Evnen til at finjustere cytoskeletarkitektur, adhæsionsstedets dynamik, og fordelingen af ​​intracellulære kræfter gennem simple 'on-the-fly' mønstermodifikationer giver et hidtil uset niveau af kontrol over cytoskeletmekanik, " siger Slater.

Han ser det nye værktøj som potentielt synergistisk med en eksisterende teknik kendt som FACS (fluorescensaktiveret cellesortering), som ofte bruges forud for eksperimenter for at minimere problemet med heterogenitet.

Slater forklarer, at med FACS, homogene cellepopulationer genereres baseret på tilstedeværelsen af ​​specifikke celleoverflademarkører.

I modsætning, med den nye teknik, en celle af interesse kan vælges baseret på simpel billedanalyse af proteinekspression, og en mønsterkonfiguration kan afledes til at producere en fænotype svarende til cellen af ​​interesse i en stor population af mønstrede celler.

Dette kunne drive en valgt cellefænotype gennem mekanotransduktion og også hjælpe med at opretholde fænotyper, der allerede er blevet udvalgt til via FACS.

"Sådan et værktøj kunne vise sig at være ekstremt nyttigt til at undersøge indflydelsen af ​​subtile lokale miljøændringer på celleadfærd, for eksempel, stamcelledifferentiering, især når man flytter til high-throughput analyseplatforme og enkeltcelleanalyser, " siger Slater.