Un nuovo metodo di acquisizione delle cellule aiuta la ricerca medica

Un gruppo di ricerca presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha messo a punto una possibile soluzione ad un duplice problema nella ricerca medica: come catturare le cellule in un punto particolare su una superficie utilizzando i campi elettrici e mantenerle in vita un tempo sufficiente per eseguire esperimenti su di loro. Il  metodo, che coinvolge le innovazioni delle tecniche di cattura delle cellule convenzionali , si è già dimostrata efficace nella creazione di serie di cellule di fegato umano e cellule pluripotenti di topo – che, essendo simili alle cellule staminali, sono in grado di sviluppare  più di un tipo di cellula.

“La tecnica potrebbe rivelarsi utile per capire come le cellule comunicano e si differenziano”, afferma il chimico del NIST Darwin Reyes. “Pensiamo che questo metodo potrebbe rappresentare un modo efficace per indurre selettivamente le cellule a differenziarsi e guardare il loro comportamento, ovvero come si sviluppano.” Le cellule aderenti hanno bisogno di essere collegate a una superficie per sopravvivere, e un modo comune  è quello di utilizzare una tecnica chiamata dielettroforesi (DEP), che secondo Reyes  non è necessariamente il modo migliore per la salute delle cellule. Un gruppo di cellule viene inserito in un mezzo fluido che ha una bassa conducibilità elettrica – saccarosio in acqua, per esempio – e poi sottoposto ad un campo elettrico che attrae le cellule verso una superficie vicina.

Ma il processo DEP richiede che le cellule rimangano tra i 20 e 30 minuti nel mezzo, il che sembra causare problemi quando le cellule cercano di attaccarsi alla superficie. “Le cellule normalmente muoiono   dopo essere state esposte per così tanto tempo  al saccarosio, poiché non possono attaccarsi alla superficie”, dice Reyes. “E difficile fare degli esperimenti in così poco tempo”. La squadra ha sperimentato  materiali diversi prima di trovare che si  potrebbe utilizzare uno strato di una sostanza chiamata polielettrolita che ha la sua propria carica elettrica positiva, che attrae le cellule in fretta. Prima di depositare il materiale, gli studiosi hanno fissato un sottile strato di proteina naturale chiamato fibronectina che aiuta le cellule a sopravvivere una volta che si son attaccate.

Con questa nuova superficie ibrida, le cellule hanno bisogno di rimanere solo circa quattro minuti nel liquido prima di essere riportate ad un mezzo di nutrimento  che le aiuta a crescere e ad attaccare meglio. Di conseguenza, le cellule possono sopravvivere sulla superficie per una settimana o più. Grazie al loro successo nella creazione di serie di cellule neurali, il team ha recentemente iniziato a lavorare sulle cellule del fegato. “La combinazione di cellule del fegato con questa tecnica potrebbe essere utile negli studi di tossicologia”, suggerisce Reyes.