p A tecnologia inovadora de laboratório em um chip que revela como as células humanas se comunicam pode levar a novos tratamentos para câncer e doenças auto-imunes. p Desenvolvido por uma equipe de pesquisa australiana-suíça, a tecnologia oferece aos pesquisadores insights sem precedentes sobre como as células individuais se comportam - algo que os cientistas estão descobrindo que é muito mais complexo do que se pensava.

p Os pesquisadores da RMIT University, A École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) e o Ludwig Institute for Cancer Research em Lausanne uniram forças para construir um biossensor em miniatura que permite aos cientistas isolar células individuais, analise-os em tempo real e observe seu complexo comportamento de sinalização sem perturbar o ambiente.

p Distinto Professor Arnan Mitchell, Diretor do Centro de Pesquisa MicroNano da RMIT, disse que a análise de uma única célula era uma grande promessa para o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças, mas a falta de tecnologias de análise eficazes estava impedindo a pesquisa no campo.

p "Sabemos muito sobre como grupos de células se comunicam para combater doenças ou responder a infecções, mas ainda temos muito que aprender sobre células individuais, "Mitchell disse.

p "Estudos mostraram recentemente que você pode pegar duas células do mesmo tipo e dar-lhes o mesmo tratamento, mas elas responderão de maneira muito diferente.

p “Não sabemos o suficiente sobre os mecanismos subjacentes para entender por que isso acontece e não temos as tecnologias certas para ajudar os cientistas a descobrir isso.

p "Nossa solução para esse desafio é um pacote completo - um biossensor optofluídico integrado que pode isolar células individuais e monitorar os produtos químicos que elas produzem em tempo real por pelo menos 12 horas.

p "É uma ferramenta nova e poderosa que nos dará uma compreensão fundamental mais profunda da comunicação e do comportamento celular. Essas percepções abrirão o caminho para desenvolver métodos radicalmente novos para diagnosticar e tratar doenças."

p As células humanas comunicam que algo está errado de maneiras complexas e dinâmicas, produzindo várias substâncias químicas que sinalizam para outras células o que elas precisam fazer. Quando uma infecção é detectada, por exemplo, Os glóbulos brancos entram em ação e liberam proteínas especiais para combater e eliminar os intrusos.

p Compreender como as células individuais interagem e se comunicam é fundamental para o desenvolvimento de novas terapias para doenças graves, para aproveitar melhor o poder do próprio sistema imunológico do corpo ou atingir com precisão as células defeituosas.

p Em um artigo publicado na revista de alto impacto Pequena , a equipe de pesquisa demonstra como a tecnologia pode ser usada para examinar a secreção de citocinas de células individuais de linfoma.

p As citocinas são pequenas proteínas produzidas por uma ampla gama de células para se comunicar com outras células, e eles são conhecidos por desempenhar um papel importante nas respostas à infecção, distúrbios imunológicos, inflamação, sepse e câncer.

p O estudo descobriu que as células do linfoma produziram citocinas de diferentes maneiras, único para cada célula, permitindo aos pesquisadores determinar as "impressões digitais de secreção" de cada célula.

p "Se pudermos construir uma imagem clara desse comportamento, isso nos ajudaria a separar as células boas das ruins e nos permitiria, um dia, desenvolver tratamentos que visassem precisamente apenas as células ruins, "Mitchell disse.

p Como funciona

p O biossensor é a mais recente adaptação da tecnologia microfluídica lab-on-a-chip desenvolvida no MicroNano Research Facility da RMIT.

p Um chip microfluídico contém canais minúsculos, bombas e processadores, permitindo a manipulação precisa e flexível de fluidos. Essencialmente, a microfluídica faz pelos fluidos o que a microeletrônica faz pela informação - integrando grandes quantidades de minúsculos elementos de processamento em um pequeno chip portátil, rápido e pode ser produzido de forma rápida e eficiente.

p A nova tecnologia econômica e escalonável é leve e portátil, combinando microfluídica com nanofotônica.

p Compatível com microscópios tradicionais, o biossensor é uma lâmina de vidro fina revestida com uma película de ouro, perfurado com bilhões de minúsculos nano-buracos dispostos em um padrão específico. Esses nanofuros transmitem uma única cor de luz, devido a um fenômeno óptico conhecido como efeito plasmônico.

p Ao observar a cor transmitida, os pesquisadores podem determinar a presença de quantidades mínimas de produtos químicos específicos em uma lâmina sem nenhum rótulo externo. Este método de detecção permite o monitoramento contínuo dos produtos químicos produzidos a partir de uma única célula em tempo real.

p O sensor nanofotônico é acoplado a um circuito integrado microfluídico com canais de fluido do tamanho de um cabelo humano. O circuito inclui válvulas para isolar a célula e concentrar suas secreções, e sistemas para regular a temperatura e umidade para sustentar a célula.

p O trabalho é uma colaboração entre o laboratório de Sistemas Bionanofotônicos da EPFL, Suíça, o Centro Integrado de Fotônica e Aplicações da Escola de Engenharia da RMIT e do Ludwig Institute for Cancer Research, Suíça.

p Os chips microfluídicos da RMIT têm sido fundamentais para permitir a pesquisa em uma variedade de áreas - desde o monitoramento da qualidade da água até o desenvolvimento de exames de sangue em pontos de atendimento para suspeita de ataques cardíacos que podem fornecer resultados enquanto o paciente ainda está em uma ambulância.