Pesquisadores que rastreiam o comportamento de células tumorais cancerígenas têm uma nova ferramenta em seu arsenal que pode processar 10 vezes o número de células em um dia. Um novo chip nanoPOTS aninhado, desenvolvido no Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), foi relatado em 29 de outubro na revista Nature Communications .
O químico analítico Ying Zhu e seus colegas descreveram pela primeira vez a tecnologia nanoPOTS em 2018. NanoPOTS significa Nanodroplet Processing in One pot for Trace Samples e é um método para analisar centenas de proteínas em células individuais ao mesmo tempo.

"As células individuais trabalham em conjunto. A capacidade de analisar proteínas em cada célula é fundamental para obter informações detalhadas sobre o papel biológico de cada célula", disse Zhu. "A partir daí, podemos começar a mapear como as células trabalham juntas em tecidos e órgãos." Zhu trabalhou em uma equipe com colegas do Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, ou EMSL, uma instalação do usuário do Departamento de Energia do Escritório de Ciências localizada no PNNL, para usar nanoPOTS para estudar proteínas em células de tecido uterino de camundongo.

Nove nanopoços por ninho

O desafio para o método de proteômica de célula única é lidar com as pequenas quantidades de conteúdo de proteína dentro de uma única célula. Cada proteína é importante durante a preparação e análise da amostra.

Cada amostra é então analisada usando uma técnica de identificação molecular precisa chamada espectrometria de massa. Essa abordagem usa amostras extremamente pequenas:mais de 250 amostras de célula única de um chip nanoPOTS podem caber em uma gota de água.

A tecnologia nanoPOTS original confinou amostras em nanopoços individuais organizados em uma grade no chip. Essa abordagem reduziu a perda de amostras em mais de 99% em comparação com outras tecnologias da época.

Conforme descrito em Comunicação da Natureza , o design do novo chip nanoPOTS, chamado N2, aumenta muito o número de poços por chip para 243 nanopoços em um chip. Grupos de nove nanopoços estão aninhados em cada um dos 27 clusters do chip.

Com o chip N2, Zhu e seus colegas analisaram cerca de 100 células individuais de camundongos derivadas do pulmão, sistema imunológico e vasos linfáticos axilares. Eles quantificaram cerca de 1.500 proteínas em cada célula e usaram essas informações para classificar as células com base na abundância de proteínas.

"Também estamos trabalhando para tornar essa tecnologia fácil de usar para outros laboratórios", disse Zhu. O chip N2 pode ser fabricado em uma sala limpa padrão e usamos um sistema comercial de isolamento de célula única para manuseio de líquidos, em vez de um sistema personalizado como antes."

O PNNL recentemente licenciou as tecnologias nanoPOTS para as empresas de biotecnologia SCIENION e Cellenion. A Cellenion fabrica o sistema de isolamento de célula única que Zhu e seus colegas usaram com o chip N2.

"O objetivo desta parceria é combinar sistemas comerciais de manipulação de líquidos de precisão com a plataforma nanoPOTS para desenvolver um sistema eficaz para preparação de amostras para proteômica baseada em espectrometria de massa de célula única", disse Jennifer Lee, gerente de comercialização do PNNL. + Explorar mais

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