Protocollo di saggio di taglio per la determinazione delle proprietà dei materiali a singola cellula

Le caratteristiche fisiche del cancro sono argomenti relativamente nuovi ed eccitanti nella ricerca sul cancro. La nostra ricerca cerca di caratterizzare specificamente le proprietà meccaniche sia dei tumori che delle cellule non tumorali per comprendere meglio i meccanismi fisici con cui le cellule tumorali sopravvivono alle forze di taglio nel corpo e invadono il sistema immunitario. Lo sviluppo recente nel mio periodo di ricerca è l'uso di dispositivi microfluidici e tecniche ad alto rendimento per studiare su larga scala, la deformabilità cellulare e le proprietà viscoelastiche delle cellule, e anche nell'identificazione di nuovi biomarcatori come la regolazione delle proteine citoscheletriche e delle proteine della matrice extracellulare per la diagnosi precoce del cancro.

Le attuali sfide sperimentali coinvolte in questo campo sono la complessità del microambiente tumorale, la produttività di scala, la traduzione clinica, la standardizzazione e la riproducibilità e l'integrazione di dati multimodali. Quindi, alcuni dei risultati significativi che ho stabilito in questo campo dalla mia ricerca passata e dalla mia ricerca attuale è che le cellule tumorali possono essere distinte dalle cellule normali in base alle loro risposte ai fattori di stress meccanici. E la misura in cui resistere ai fattori di stress meccanici dipende dall'integrità strutturale, che è dettata in misura ragionevole dalla presenza di proteine citoscheletriche come l'actina filamentosa e altre proteine strutturali all'interno della cellula.

Il nostro protocollo offre un approccio semplice, ripetibile e non distruttivo per caratterizzare meccanicamente le cellule in coltura. Questo è in contrasto con altre tecniche come AFM e pinzette ottiche, che richiedono un certo livello di competenza tecnica per eseguire un esperimento in un throughput relativamente basso. Nell'ambito dell'uso della tecnica dell'acido di taglio, farà avanzare notevolmente la caratterizzazione meccanica a singola cellula e aiuterà anche in molte diverse aree trasversali come la diagnosi delle malattie rare, la diagnosi e la cura personalizzate e il monitoraggio delle interazioni farmacologiche a singola cellula.