Манипулирование клетками с помощью микро-присоски
Исследователи из Института биомедицинской инженерии разработали новый метод захвата и перемещения отдельных клеток микроиглой без их повреждения. В будущем это может использоваться для проверки прочности синтетически выращенных тканевых структур, например, на поверхностях имплантатов.
Исследовательская группа Томасо Дзамбелли из Института биомедицинской инженерии ETH Zurich уже заявила о себе публикацией год назад: команде удалось вводить вещества в отдельные клетки с помощью микроиглы с отверстием в 200 нанометров (примерно в 500 раз меньше диаметра человеческого волоса).
В сотрудничестве с Институтом микробиологии ETH два докторанта, Пабло Дёриг и Филипп Штифель, разработали новое применение для "флюидного силового микроскопа" (FluidFM), представленное в журнале Applied Physics Letters. Основываясь на технологии атомно-силового микроскопа, они описывают метод, позволяющий захватывать отдельные жизнеспособные клетки полой иглой с помощью вакуума. Игла имеет отверстие на вершине диаметром от 0,5 до шести микрометров. В течение всей процедуры лазерный луч постоянно контролирует силу, воздействующую на клетки микроиглой.
Извлечение отдельных патогенов из образцов
Используя нейроны, дрожжевые клетки и бактерии E.coli размером всего в несколько микрометров, команда доказала, что может захватывать и перемещать отдельные живые клетки с помощью системы, не причиняя им вреда. При использовании обычных методов, таких как крошечные стеклянные пипетки, живые клетки и микробы часто повреждаются. Новая же техника позволяет с высочайшей точностью удалять отдельные бактерии из образца для последующего анализа, что до сих пор было практически невозможно. Микро-присоска FluidFM также идеально подходит для построения новых клеточных структур, например, из отдельных нервных клеток.
Кроме того, исследователи считают, что нашли еще одно важное применение своему изобретению: измерение клеточной адгезии, то есть силы, с которой отдельная клетка прилипает к окружающей ткани или другому субстрату. С помощью микро-присоски такие измерения можно проводить с легкостью и с беспрецедентной скоростью.
"Особенно важно знать, насколько прочно взаимосвязаны выращенные клеточные структуры при контроле качества синтетических тканей, используемых в имплантатах. Наша присоска позволяет нам проводить такие измерения быстро и стандартизированно", — объясняет Майкл Габи, участвовавший в проекте.
Университетская больница Цюриха уже проявила интерес к такой системе для контроля искусственных сердечных клапанов. Присоска теперь запатентована и будет выводиться на рынок стартап-компанией ETH Zurich — Cytosurge.