(Phys.org) - Pesquisadores da UC Santa Cruz desenvolveram um sistema robótico de "nanobiópsia" que pode extrair minúsculas amostras de dentro de uma célula viva sem matá-la. A técnica de nanobiópsia de célula única é uma ferramenta poderosa para os cientistas que trabalham para entender os processos dinâmicos que ocorrem dentro das células vivas, de acordo com Nader Pourmand, professor de engenharia biomolecular na Baskin School of Engineering da UCSC.

"Podemos fazer uma biópsia de uma célula viva e voltar à mesma célula várias vezes ao longo de alguns dias sem matá-la. Com outras tecnologias, você tem que sacrificar uma célula para analisá-la, "disse Pourmand, que lidera o grupo de Biossensores e Tecnologia Bioelétrica da UCSC.

A plataforma de nanobiópsia é o mais recente dispositivo que seu grupo desenvolveu que usa nanopipetas, que são pequenos tubos de vidro que se estreitam em uma ponta fina com um diâmetro de apenas 50 a 100 nanômetros. "Podemos criar nanopipetas no laboratório - não é necessária uma instalação de nanofabricação cara, "Pourmand disse." Para entrar em uma cela, Contudo, o problema é que você não consegue ver a dica, mesmo com um microscópio de última geração, então você não sabe a que distância está da célula. "

Adam Seger, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório (agora na MagArray em Sunnyvale), resolveu este problema desenvolvendo um sistema de controle de feedback baseado em um microscópio de condutância iônica de varredura personalizado (SICM). O sistema usa uma corrente de íons na ponta da nanopipeta como um sinal de feedback, detectar uma queda na corrente quando a ponta se aproxima da superfície da célula. Um sistema de controle automatizado posiciona a ponta da nanopipeta logo acima da superfície da célula e a mergulha rapidamente para penetrar na membrana celular. A manipulação da voltagem aciona a absorção controlada de uma quantidade diminuta de material celular. Porque a dica é tão boa, causa uma interrupção mínima da célula.

Em um estudo publicado em ACS Nano , O grupo de Pourmand usou o sistema para extrair de células vivas pequenas quantidades de material celular estimadas em cerca de 50 femtolitros (um femtolitro equivale a um quatrilionésimo de um litro). Isso é cerca de um por cento do volume de uma célula humana. Os pesquisadores foram capazes de extrair e sequenciar RNA de células cancerosas humanas individuais. Eles também extraíram mitocôndrias (minúsculas organelas subcelulares) de fibroblastos humanos e sequenciaram o DNA mitocondrial.

"As mitocôndrias são conhecidas por estarem envolvidas em muitas doenças neurodegenerativas. Esta tecnologia pode ser usada para lançar luz sobre a importância das mutações no genoma mitocondrial, "Pourmand disse.

Existem muitos usos potenciais para esta tecnologia, e Pourmand disse que está ansioso para desenvolver colaborações com outros pesquisadores e explorar diferentes aplicações. “É uma plataforma versátil para quem tenta entender o que está acontecendo dentro da célula, incluindo biólogos de câncer, biólogos de células-tronco, e outros, " ele disse.