Micro-escala de Ingeniería de Biología Celular

Joel Goldman. Soy profesor asociado de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en el MIT. He estado aquí durante cinco años.

Y en general trabajamos en una mezcla de ingeniería a microescala aplicada a la biología celular. Nuestra investigación se centra en dos áreas principales. Una es la citometría celular en general, que consiste en hacer cosas como hacer plataformas a microescala para clasificar las células.

Mucho de esto se basa en la capacidad de clasificar después de la microscopía, es decir, poder obtener imágenes y luego aislar diferentes células o poder hacer matrices prescritas de células en términos de tipo de celda A junto con el tipo de celda B, expuestas al estímulo C, ese tipo de funcionalidades. Y luego, la otra mitad del laboratorio se centra en las microtecnologías para la biología de las células madre. Y el enfoque principal es con las células madre embrionarias y, sobre todo, en la autorrenovación.

Y hacemos algunas cosas diferentes. Lo hacemos, hacemos un cultivo microfluídico en el que utilizamos la perfusión del líquido para tratar de obtener un mejor control sobre la señalización difusible. Y hacemos patrones de colonias para poder controlar las interacciones entre colonias.

Y luego hacemos el patrón de las células y ahí es donde entra en juego el bio flip chip, que es esencialmente una forma de transportar células individuales y ponerlas en configuraciones definidas. Estudiarlas en el plato es un enfoque fantástico y hemos sido capaces de aprender mucho sobre la biología de las células madre en los últimos 25 años haciendo las cosas en el plato. Así que es un gran enfoque y si funciona, deberías hacerlo.

Pero hay algunas ocasiones en las que es importante el control adicional de controlar hasta las escalas de longitud de las celdas. Y no es demasiado difícil de imaginar cuando se piensa en lo estrictamente regulado que está el desarrollo in vivo, que ser capaz de controlar con quién hablan las células, sobre qué se sientan las células y en qué se bañan las células, de una manera dependiente del tiempo a escala de las células, va a ser importante para el desarrollo de los tejidos. La morfogénesis, este tipo de eventos, es bueno si estás desarrollando una terapia para comprender realmente la biología fundamental de por qué está sucediendo algo.

Y así, muchos de nuestros dispositivos están destinados a ser capaces de desentrañar esas preguntas fundamentales de preguntas básicas como ¿por qué las células, por qué las células madre embrionarias deciden autorenovarse? Autorrenovarse frente a diferenciarse. Y luego también está la cuestión de que si estás tratando de aumentar la producción, entonces quieres entender qué factores son importantes en ese aumento.

Y así, por ejemplo, que el bio flip chip, estamos empezando a hacer las preguntas sobre qué situación, cómo se deben propagar las células para maximizar lo que sea que les interese indiferenciadamente esta eficiencia de recubrimiento, etcétera. Así que ese tipo de problemas. Y luego, en tercer lugar, relacionado con eso, está todo el conjunto de preguntas sobre por qué las células madre IC de ratón son diferentes de las células madre IC humanas.

¿En qué se diferencian? ¿Es un artefacto cultural? ¿Es fundamental?

Este tipo de preguntas. Creo que en los próximos cinco a 10 años se empezará a ver surgir nuevas terapias que provienen de células madre embrionarias, que creo que aún no se han demostrado. Pero ya sabes, parte del trabajo en términos de la reprogramación que ha salido recientemente y algunos de los puntos finales a los que la gente puede llegar son muy, muy impresionantes.

Así que creo que mientras que hace unos años habría dicho que estaban a 20 años, ahora creo que está más cerca de cinco a 10.