O echipă de ingineri, doctori și oameni de știință de la Universitatea Rutgers și UCLA a dezvoltat un dispozitiv, care ar putea facilita și accelera testarea de noi terapii pentru distrofie musculară, precum și pentru alte boli asociate cu niveluri anormale ale rezistenței celulare, incluzând astmul și hipertensiunea. De asemenea, ar putea deschide noi căi pentru cercetarea biologică a forței celulare.
Noul dispozitiv, numit FLECS (Fluorescently Labeled Elastomeric Contractible Surfaces), poate măsura forța fizică a celulelor individuale de 100 de ori mai repede și cu mai multă precizie decât tehnologiile actuale, potrivit studiului publicat în Nature Biomedical Engineering.
,,Instrumentul nostru urmărește cât de multă forță exercită celulele individuale în timp și cum acestea reacționează atunci când sunt expuse la anumiți compuși chimici și medicamente”, a declarat într-un comunicat de presă profesorul Dino Di Carlo, de la Universitatea din Los Angeles, coordonatorul principal al studiului.
Rezistența celulelor este un parametru fizic vital care permite celulelor să se dividă și să lucreze împreună într-un țesut, ca atunci când se contractă un mușchi. Pierderea sau scăderea forței celulare evidențiază slăbiciunea musculară în distrofia musculară, iar creșterea anormală a forței fizice în celulele musculare netede contribuie la iritarea căilor respiratorii și, în cele din urmă, la apariția astmului.
,,Cu acest nou dispozitiv, putem testa acum potențialele terapii care pot restabili generarea normală a forței celulare și, prin urmare, refac funcționarea țesuturilor bolnave din aceste celule “, a mai spus profesorul Di Carlo.
Componenta de bază a dispozitivului este o placă dreptunghiulară flexibilă, cu mai mult de 100.000 micropatterns în formă de X, de proteine care sunt lipicioase, astfel încât celulele se fixează și se atașează de ele. Aceste proteine încorporate în plăcuță sunt elastice, pentru a se putea contracta odată cu celulele, precum și fluorescente, pentru a permite imagistica și evaluarea nivelului de contracție.
Profesorul Robert Damoiseaux, co-autor al studiului a subliniat faptul că această tehnologie este revoluționară pentru oamenii de știință, care încearcă să descopere noi medicamente. Noul dispozitiv poate analiza mii de celule în sute de condiții, în câteva minute, un proces care astăzi se bazează pe tehnicienii umani și dureaza mai multe ore pentru a analiza doar câteva celule. Platforma este, de asemenea, versatilă și capabilă să integreze alte forme, permițând cercetătorilor să testeze o gamă largă de tipuri de celule.
Cercetătorii au efectuat teste suplimentare cu celule ale sistemului imunitar și au testat, de asemenea, calciul, un regulator cheie al contracției celulelor musculare. În prezent, analiza cantității de calciu din celule este testul standard pentru extrapolarea forței celulare. În mod surprinzător, au constatat că rezultatele obținute cu testul standard pentru calciu nu au reușit să se coreleze exact cu nivelul contracției celulare.
Acest lucru sugerează că testul actual este limitat și că dispozitivul inovator îl depășește prin faptul că este capabil să analizeze celule individuale.
,,Această descoperire are implicații puternice pentru evaluările de siguranță ale medicamentelor actuale în care contracția involuntară a celulelor poate duce la reacții adverse în rândul pacienților “, a concluzionat profesorul Robert Damoiseaux.
