Muestreo de células individuales mediante micromanipulación: una técnica para aislar células individuales de la suspensión de células cancerosas
JoVE Encyclopedia of Experiments
Investigación sobre el cáncer
0 vistas • 2:10 min • April 30th, 2023
El muestreo de una sola célula permite aislar una sola célula viva de una suspensión de células cancerosas para su posterior análisis.
Comience el aislamiento con una suspensión de células cancerosas. Transfiera el volumen deseado de esta suspensión a un portaobjetos de vidrio. Deje el portaobjetos intacto durante un tiempo para reducir el movimiento de las partículas y permitir que las células se asienten.
Ahora, transfiera el portaobjetos bajo un microscopio equipado con un micromanipulador conectado a una punta microcapilar. Este instrumento de alta precisión facilita la interacción física con las células de la muestra a nivel microscópico.
Dirija la punta microcapilar cerca de una sola célula diana. Al aplicar succión, recolecte la célula objetivo en el microcapilar. Ahora, transfiera el microcapilar directamente a un tubo que contenga el tampón de recolección deseado.
Expulse el contenido microcapilar para liberar la célula individual capturada en el tampón. Almacene la célula única viva aislada en hielo hasta su posterior análisis.
Para la micromanipulación, transfiera los 100 microlitros completos de suspensión celular a un portaobjetos de vidrio. Luego, coloque el portaobjetos de vidrio en un microscopio equipado con un micromanipulador y deje que las células se asienten durante 5 minutos. Luego, en tubos de PCR de 0,2 mililitros, pipetee 2 microlitros de mezcla maestra de lisis celular y transfiérala en hielo. Utilice el micromanipulador para recolectar una sola célula en 1 microlitro de solución salina tamponada con fosfato 1X.
Luego, transfiera la célula directamente a 2 microlitros de mezcla maestra de lisis celular. Use una microfuga de escritorio para centrifugar rápidamente las muestras a 2000 x g durante 3 segundos para recolectar el líquido en el fondo del tubo.
Descripción general
Este artículo demuestra una técnica precisa para aislar células individuales a partir de una suspensión celular heterogénea, permitiendo análisis posteriores a nivel de célula única. El protocolo utiliza un micromanipulador y un sistema de microcapilares para seleccionar y transferir físicamente células individuales viables con el fin de caracterizarlas genómica o molecularmente.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Biología celular
- Análisis de célula individual
- Investigación del cáncer
Antecedentes
- El análisis de células individuales requiere el aislamiento de células individuales a partir de poblaciones complejas.
- El análisis convencional en grupo puede enmascarar la heterogeneidad celular.
- La micromanipulación permite la selección con alta precisión de células diana.
- Las células individuales aisladas pueden utilizarse en aplicaciones posteriores, como la amplificación del genoma completo.
Objetivo del estudio
- Presentar un método confiable para aislar células individuales vivas a partir de una suspensión.
- Permitir la caracterización molecular posterior a nivel de célula individual.
- Mostrar el uso de la micromanipulación para el aislamiento de células.
Métodos Utilizados
- Preparación de una suspensión de células cancerosas y transferencia a una portaobjetos de vidrio.
- Permitir que las células sedimenten para facilitar su aislamiento.
- Uso de un microscopio equipado con un micromanipulador y una punta microcapilar para la selección de una sola célula.
- Recolección de una célula individual mediante succión y transferencia a un tampón de recolección o a una mezcla maestra de lisis.
- Centrifugación breve para recoger la muestra en el fondo del tubo.
Resultados principales
- Aislamiento eficiente de células individuales vivas a partir de una suspensión heterogénea.
- Transferencia exitosa de células individuales a tampón de lisis para análisis posteriores.
- Mínima contaminación y alta precisión en la selección de células.
- El protocolo permite aplicaciones genómicas posteriores a nivel de célula individual.
Conclusiones
- La técnica de micromanipulación descrita permite el aislamiento confiable de una sola célula.
- Este método es adecuado para análisis genómicos y moleculares de una sola célula en pasos posteriores.
- El aislamiento de alta precisión reduce la contaminación y preserva la integridad celular.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La micromanipulación a nivel de célula individual permite el aislamiento preciso de células cancerosas individuales, facilitando análisis moleculares de alta resolución en etapas posteriores. Esta capacidad es fundamental para desentrañar la heterogeneidad celular y aumentar la confianza predictiva en investigaciones tempranas y traslacionales. La integración de este aislamiento de precisión en los flujos de trabajo de I+D mejora la validación de dianas y las decisiones de cartera ajustadas al riesgo.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite el análisis de la heterogeneidad celular a nivel de célula individual.
- Apoya la validación funcional de objetivos mediante el aislamiento de fenotipos celulares específicos.
- Facilita la reducción de riesgos mecanicistas mediante la selección precisa de células.
- Mejora la confianza predictiva para la caracterización molecular posterior.
Desarrollo de ensayos y cribado
- Prepara muestras individuales de células validadas para ensayos cuantitativos posteriores.
- Facilita la reproducibilidad de los ensayos al minimizar la contaminación de las muestras.
- Permite la estandarización del material de entrada para cribados de alto contenido.
- Posibilita la evaluación confiable de los efectos de compuestos sobre células individuales.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Se alinea con sistemas relevantes para la enfermedad al aislamiento de subpoblaciones celulares cancerosas raras o resistentes.
- Facilita la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante el análisis genómico a nivel de célula individual.
- Permite la identificación de biomarcadores traslacionales a nivel de célula única.
- Reduce la ambigüedad biológica en la selección de modelos preclínicos.
Integración de la Línea de Proceso y Flujo de Trabajo
Esta técnica de micromanipulación se sitúa en la interfaz entre el descubrimiento temprano y la investigación preclínica, permitiendo el análisis de células individuales a partir de suspensiones heterogéneas de células cancerosas.
- Biología de Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías mediante el aislamiento de tipos celulares definidos.
- Selección: Proporciona entradas reproducibles de una sola célula con mínima contaminación para ensayos posteriores.
- Análisis: Genera resultados cuantitativos a nivel de célula individual para análisis molecular comparativo.
- Investigación Traducional: Facilita el descubrimiento de biomarcadores y la alineación con modelos de enfermedades a nivel de célula única.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para el aislamiento de células individuales en diversos programas de I+D.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la validación de objetivos.
- Valor operativo: Estandariza el aislamiento de células individuales con alta reproducibilidad y mínima contaminación.
- Valor estratégico: Permite tomar mejores decisiones de avance o interrupción al proporcionar datos celulares de alta resolución.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización y el avance ajustados al riesgo de los activos de descubrimiento.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia técnica en micromanipulación y microscopía.
- Necesita acceso a un microscopio equipado con micromanipulador y sistema de microcapilares.
- Exige una estandarización rigurosa entre equipos para garantizar la reproducibilidad.
- Puede requerir adaptaciones para diferentes tipos celulares o condiciones de suspensión.
- El rendimiento está limitado por la operación manual y la velocidad de selección de células.
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Última actualización: 29 agosto 2026