Cientistas do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) desenvolveram equipamentos de laboratório que facilitam a busca por substâncias ativas e o exame de amostras de células, reduzindo custos por um fator de até 100.

Os métodos de tratamento agora podem ser melhor adaptados às necessidades individuais dos pacientes. Os cientistas do KIT descobriram uma maneira de executar os chamados rastreios de alto rendimento com milhares de amostras testadas em paralelo sem nenhum custo, sistemas robóticos complexos que foram necessários até agora.

O químico Pavel Levkin do Instituto de Toxicologia e Genética (ITG) do KIT e sua equipe multidisciplinar desenvolveram uma superfície na qual as soluções aquosas se auto-organizam em milhares de gotículas separadas. "Em um microarray de gotículas (DMA), amostras biológicas, como tecido de uma biópsia, podem ser submetidas à triagem de substâncias, "diz o membro da equipe Simon Widmaier.

Cada gota individual é usada como tubo de ensaio para experimentos biológicos. Os robôs de pipetagem e as pontas de pipeta usados ​​hoje não são mais necessários. "Um funcionário de laboratório individual pode executar milhares de experimentos de triagem de substâncias em poucos segundos." O potencial de redução de custos desta nova tecnologia é enorme, de acordo com Widmaier. "Um robô de pipetagem custa vários 10, 000 euros e tem de ser operado por um especialista. “Cada passo de pipetagem custa apenas cinco a sete cêntimos por ponta de pipeta.

Por meio de um método de exposição UV altamente preciso, áreas altamente hidrofílicas e altamente repelentes de água são produzidas na superfície da matriz. Como resultado, o tamanho das gotículas a serem investigadas pode variar entre três e 250 nanolitros (um nanolitro corresponde a um bilionésimo de um litro). Ao usar placas de microtitulação convencionais com linhas e fileiras de depressões, são necessários pelo menos 40 microlitros (um milionésimo de litro) de reagentes. "Estimado aproximadamente, um DMA consome mil vezes menos reagente. Como essas substâncias costumam ser muito caras - algumas são mais caras que ouro - esta é uma grande vantagem para os usuários, "Widmaier diz.

Além disso, a tecnologia de pipetagem clássica não permite o porcionamento de fluidos com sólidos finamente dispersos, por exemplo. células, em quantidades de nanolitro. No novo polímero biologicamente compatível, por contraste, experimentos são possíveis usando algumas células vivas. A tecnologia tem grandes vantagens ao rastrear células-tronco e células primárias para o efeito de substâncias em órgãos humanos. Widmaier espera que os resultados da triagem sejam mais confiáveis ​​e que o desenvolvimento de medicamentos seja muito mais barato no futuro.

Os pesquisadores também desejam tornar mais fácil para os laboratórios de diagnóstico realizar exames personalizados de substâncias para, por exemplo, tratamento do câncer. Último, mas não menos importante, os custos das grandes empresas farmacêuticas serão reduzidos. "A tecnologia DMA resolve o problema central da miniaturização de experimentos celulares e permite a triagem de substâncias médicas e menores volumes de células, um exemplo são os tecidos de biópsia de pacientes. Queremos desenvolver, produzir, e comercializar microarrays de gotículas, plataformas de produtos, e kits de triagem, e oferecê-los a institutos de pesquisa, centros de triagem, e empresas farmacêuticas para triagem de substâncias baseadas em células no contexto da medicina personalizada, “Diz Widmayer. Os primeiros protótipos estão sendo testados no mercado.