Micro-escala de Engenharia de Biologia Celular

Joel Goldman. Sou professor associado de engenharia elétrica e ciência da computação no MIT. Estou aqui há cinco anos.

E, em geral, trabalhamos em uma mistura de engenharia em microescala aplicada à biologia celular. Nossa pesquisa está focada em duas áreas principais. Uma delas é a citometria celular em geral, que está fazendo coisas como fazer plataformas em microescala para classificar as células.

Muito disso se baseia na capacidade de classificar após a microscopia, portanto, ser capaz de obter imagens e isolar células diferentes ou ser capaz de fazer matrizes prescritas de células em termos de tipo de célula A junto com o tipo de célula B, expostas ao estímulo C, esses tipos de funcionalidades. E então a outra metade do laboratório está focada em microtecnologias para biologia de células-tronco. E o foco principal é com células-tronco embrionárias e, principalmente, olhando para a auto-renovação.

E fazemos algumas coisas diferentes. Fazemos, fazemos algumas culturas microfluídicas onde usamos a perfusão do líquido para tentar obter um melhor controle sobre a sinalização difusível. E fazemos padronização de colônias para poder controlar as interações entre colônias.

E então fazemos a padronização das células e é aí que entra o chip bio flip, que é uma forma de essencialmente transportar células únicas e colocá-las em configurações definidas. Estudá-los no prato é, é uma, é uma abordagem fantástica e conseguimos aprender muito sobre biologia de células-tronco nos últimos 25 anos, fazendo coisas no prato. Então é, é uma ótima abordagem e se funcionar, você deve fazê-lo.

Mas há alguns momentos em que o controle adicional de controlar até as escalas de comprimento das células é importante. E não é muito difícil imaginar quando você pensa sobre como o desenvolvimento é rigidamente regulado in vivo, que ser capaz de controlar com quem as células falam, em que as células se sentam e em que as células são banhadas, de uma forma dependente do tempo na escala das células será importante para o desenvolvimento do tecido. Morfogênese, esses tipos de eventos, é bom se você estiver desenvolvendo uma terapia para realmente entender a biologia fundamental de por que algo está acontecendo.

E muitos de nossos dispositivos destinam-se a ser capazes de desvendar essas questões fundamentais de questões básicas como por que as células, por que as células-tronco embrionárias decidem se auto-renovar? Auto-renovação versus diferenciação. E também há a questão de que, se você está tentando aumentar a produção, deseja entender quais fatores são importantes para aumentar a produção.

E assim, por exemplo, que o bio flip chip, estamos começando a fazer perguntas sobre qual situação, como você, como você deve propagar as células para maximizar o que quer que você esteja interessado em indiferenciar essa eficiência de revestimento, e assim por diante. Então, esses tipos de problemas. E o terceiro relacionado a isso é, você sabe, todo o conjunto de perguntas sobre por que as células-tronco IC de camundongos são diferentes das células-tronco IC humanas?

Como eles são diferentes? É um artefato cultural? É fundamental?

Esses tipos de perguntas. Acho que nos próximos cinco a 10 anos você realmente começará a ver novas terapias surgirem, que vêm de células-tronco embrionárias, que acho que ainda não foram demonstradas. Mas você sabe, parte do trabalho em termos de reprogramação que está saindo recentemente e alguns dos pontos finais que as pessoas conseguem chegar são muito, muito impressionantes.

Então eu acho que enquanto alguns anos atrás eu teria dito que estava a 20 anos de distância, agora acho que está mais perto de cinco a 10.