Pesquisadores querem usar chips de identificação por radiofreqüência (RFID) para rastrear organoides, amostras de tecidos humanos que imitam pedaços de órgãos e são cultivadas a partir de células-tronco. Os organóides que os pesquisadores embutiam com chips RFID funcionavam normalmente e resistiam a condições extremas, sugerindo que eles poderiam ser uma maneira útil de organizar e identificar as grandes quantidades de organoides necessárias em situações experimentais.Compartilhar:
Esta imagem mostra um organoide de fígado humano com um microchip RFID incorporado.
Crédito: Kimura et al./iScience
Os chips de identificação por radiofreqüência (RFID) são usados atualmente para tudo, desde pagar pelo transporte público até rastrear o gado até parar os ladrões de lojas. Mas agora, pesquisadores dos EUA e do Japão querem usá-los para outra coisa: acompanhar os organoides, amostras de tecido humano que imitam pedaços de órgãos e são cultivados a partir de células-tronco. Os organóides que os pesquisadores embutiam com chips RFID funcionavam normalmente e resistiam a condições extremas, sugerindo que eles poderiam ser uma maneira útil de organizar e identificar as grandes quantidades de organoides que são frequentemente necessárias em situações experimentais. O trabalho aparece 31 de maio na revista iScience .
"Este tipo de abordagem multidisciplinar potencialmente oferece um caminho disruptivo: a idéia é combinar organoides com tecnologias digitais para avançar no teste de drogas e transplante", diz o autor sênior Takanori Takebe, clínico e pesquisador do Centro Médico do Hospital Infantil de Cincinnati, Tokyo Medical and Dental University e Yokohama City University.
Os organoides humanos são uma avenida promissora para a pesquisa do desenvolvimento humano e da doença porque replicam a estrutura, a função e o fenótipo de nossos órgãos em miniatura no laboratório. Cultivadas a partir de células-tronco pluripotentes induzidas pelo homem, elas se dividem, se diferenciam e se montam de acordo com os programas de crescimento de seus órgãos correspondentes. E, particularmente na medicina, eles podem ilustrar os efeitos de certas drogas em nossos órgãos de maneiras que as culturas celulares mais tradicionais não conseguem.
A ideia de incorporar microchips em organoides humanos parecia um ajuste natural para Takebe, que trabalhou extensivamente com chips RFID em contextos de saúde. Os chips poderiam ser usados para detectar, registrar e rastrear mudanças interessantes ao vivo em grandes quantidades de organoides de uma só vez - e porque as células se montam em estruturas 3D durante o processo de crescimento de um organoide, ele pensou que seria possível para os microchips ser naturalmente integrado aos organoides enquanto cresciam. "A introdução dos chips por métodos contundentes, como a injeção, é extremamente tóxica para os organoides, por isso aproveitamos o poder natural de auto-cavitação do organoide para integrar os microchips, para que pudéssemos evitar danos e destruição dos tecidos", diz ele.
Para testar esse procedimento, ele e sua equipe desenvolveram organoides hepáticos híbridos contendo chips RFID baratos e comercialmente disponíveis, do tamanho de grãos de areia. Eles descobriram que 95% dos seus 96 organoides testados incorporaram com sucesso o chip. Os organoides não foram danificados pelo procedimento: eles foram moldados normalmente, segregaram proteínas normais do fígado e transportaram a bile como esperado. "Quase não houve diferenças, surpreendentemente", diz Takebe.
Os chips RFID, que são conhecidos por sua durabilidade, também funcionaram como esperado. Organoides híbridos cultivados a partir de células-tronco de doadores com doença hepática gordurosa podem ser identificados por RFID em um pool de organoides de uma variedade de doadores. E os chips também resistiram a uma série de testes dos tipos de condições que poderiam precisar para sobreviver, a fim de serem úteis na pesquisa: eles e seus organoides ainda funcionavam normalmente depois de congelados e descongelados para criopreservação, a temperaturas de quase 200 graus Celsius, após serem incorporados em parafina, e em uma faixa de diferentes pHs.
Takebe reconhece que ainda existem limitações nessa abordagem. Mais trabalho precisa ser feito para ampliar a produção desses organoides híbridos, e ele e sua equipe estão atualmente trabalhando para desenvolver um sistema que possa escanear a freqüência de rádio e a fluorescência de um organoide ao mesmo tempo. Ele também espera que outros tipos de microchips possam ser integrados aos organoides no futuro e que os chips RFID com tecnologias de sensoriamento possam ser usados para registrar dados em tempo real sobre os organoides. "O foco do meu laboratório é completamente biológico, então alguns desses desafios são coisas que não podemos resolver sozinhos. Mas com a colaboração entre especialistas em diferentes áreas e especialmente dada a rapidez com que a tecnologia está evoluindo, acredito que podemos resolvê-los". diz.
Este trabalho foi financiado pela Fundação de Pesquisa Infantil de Cincinnati, pelo Centro de Pesquisa de Doenças Digestivas no CCHMC, pelo Programa de Subsídio Básico Just-In-Time no CCTST, uma bolsa PRESTO da Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST), o Estado de Ohio, a Agência de Serviços de Desenvolvimento de Ohio, Ohio Third Frontier, e o Fundo de Inovação do Centro Médico do Hospital Infantil de Cincinnati.
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