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La asimetría izquierda-derecha (LR) de la célula, también conocida como mano celular o quiralidad, describe la polaridad celular en el eje LR y se reconoce que es una propiedad biofísica fundamental y conservada 1,2,3,4,5. La quiralidad celular se ha observado tanto in vivo como in vitro a múltiples escalas. Hallazgos previos revelaron remolinos quirales de citoesqueleto de actina en células individuales sembradas en islas circulares6, migración sesgada y alineación de células dentro de límites confinados 7,8,9,10,11 y bucle asimétrico del tubo de calor de pollo 12.
A nivel multicelular, la quiralidad celular se puede determinar a partir de la migración o alineación direccional, la rotación celular, la dinámica citoesquelética y el posicionamiento de orgánuloscelulares 7,8,9,10,11,12,13. Hemos establecido un ensayo basado en micropatrones14 para caracterizar eficientemente el sesgo quiral de las células adherentes 7,8,9,10. Con los micropatrones en forma de anillo confinando geométricamente los grupos celulares, las células exhiben colectivamente migración direccional y alineación sesgada. Se desarrolló un programa MATLAB para detectar y medir automáticamente la alineación celular en imágenes de contraste de fase del anillo. La dirección de la alineación celular local se cuantifica con un ángulo sesgado, dependiendo de su desviación de la dirección circunferencial. Después del análisis estadístico, el patrón de anillo de las células se designa como sesgos en sentido contrario a las agujas del reloj (CCW) o sesgos en el sentido de las agujas del reloj (CW).
Este ensayo se ha utilizado para caracterizar la quiralidad de fenotipos celulares múltiples (Tabla 1), y se ha encontrado que la asimetría LR de las células es específica del fenotipo 7,11,15. Además, la interrupción de la dinámica y la morfología de la actina puede resultar en una reversión del sesgo quiral 7,8, y el estrés oxidativo también puede alterar la quiralidad celular9. Debido a la simplicidad del procedimiento y la robustez del enfoque 7,8,9,10, este ensayo de quiralidad 2D proporciona una herramienta eficiente y confiable para determinar y estudiar la quiralidad multicelular in vitro.
El propósito de este protocolo es demostrar el uso de este método para caracterizar la quiralidad celular. Este protocolo describe cómo fabricar matrices celulares con patrones a través de la técnica de impresión de microcontacto y realizar análisis de quiralidad de forma automatizada utilizando el programa MATLAB.