Mokslininkai naudoja RFID mikroschemas biologiniams mėginiams stebėti

Escape the Mark (Birželis 2019).

Anonim

Šiandien radijo dažnių atpažinimo (RFID) lustai naudojami visko, nuo to, kaip mokėti už viešąjį tranzitą iki gyvulių stebėjimo, kad sulaikytų parduotuvių parduotuves. Tačiau dabar mokslininkai JAV ir Japonijoje nori naudoti juos kitam tikslui: stebėti organoidus, žmogaus audinių mėginius, kurie imituoja organų gabalus ir auginami iš kamieninių ląstelių. RFID mikroschemose įvestų organų elementų funkcija veikė normaliai ir atlaikė ekstremalias sąlygas, todėl galima manyti, kad jie gali būti naudingi organizuojant ir nustatant didelius organoidų kiekius, kurie dažnai reikalingi eksperimentinėse situacijose. Šis darbas pasirodys gegužės 31 d. Žurnale " iScience".

"Toks multidisciplininis požiūris potencialiai gali trukdyti į priekį: idėja yra suderinti organoidus su skaitmeninėmis technologijomis, siekiant skatinti narkotikų testavimą ir transplantaciją", - sako vyresnysis autorius Takanori Takebe, gydytojas ir tyrinėtojas Cincinnati vaikų ligoninės medicinos centre "Tokyo Medical" ir Dantų universitetas ir Yokohamos miesto universitetas.

Žmogaus organoidai yra perspektyvi perspektyva, skirta žmonijos vystymuisi ir ligoms tirti, nes jie laboratorijos struktūroje, funkcijose ir organų fenotipoje atkuriami miniatiūrinėse. Auginami iš žmogaus sukeltų pluripotencinių kamieninių ląstelių, jie suskaidomi, diferencijuojasi ir savarankiškai kaupiasi pagal jų atitinkamų organų augimo programas. Ypač medicinoje jie gali iliustruoti tam tikrų vaistų poveikį mūsų organams taip, kad negalima daugiau tradicinių ląstelių kultūrų.

Idėja integruoti mikrochipus į žmogaus organoidus atrodo natūraliai tinka Takebe, kuris plačiai dirbo su RFID mikroschemomis sveikatos apsaugos srityje. Lustai gali būti naudojami suvokiant, įrašant ir stebint įdomius pokyčius gyvuose dideliuose organoidų kiekiuose vienu metu ir kadangi ląstelės savarankiškai susirenka į 3-D struktūras per organoido augimo procesą, jis manė, kad gali būti įmanoma mikroschemos natūraliai integruotos į organoidus, kaip jie auga. "Mikroprocesų įvedimas tokiais stipriais metodais, kaip injekcija, yra labai toksiškas organoidams, todėl mes panaudojome organoidų natūralią savikavitaciją, kad integruotume mikrochipus, kad galėtume išvengti audinių pažeidimų ir naikinimo", - sako jis.

Norėdami išbandyti šią procedūrą, jis ir jo komanda išaugo hibridiniai kepenų organoidai, kuriuose yra pigių, komerciniu požiūriu prieinamų RFID mikroschemų, smulkių grūdelių dydžio. Jie nustatė, kad 95% jų 96 bandymų organoidų sėkmingai įtraukė lustą. Organoidai buvo nepažeisti pagal procedūrą: jie paprastai buvo formuojami, išskirti įprasti kepenų baltymai ir transportuoti tulžį, kaip tikėtasi. "Be abejo, beveik nėra skirtumų", - sako "Takebe".

RFID mikroschemos, kurios žinomos dėl jų ilgaamžiškumo, taip pat veikė kaip tikėtasi. RFID gali būti identifikuoti hibridiniai organoidai, išauginti iš donorų su riebalinio kepenų ligos ląstelių ląstelių, iš daugelio donorų organoidų. Ir lustai taip pat atsidūrė daugelyje bandymų, kokių sąlygų jiems gali tekti išgyventi, norint būti naudingiems tyrimams: jie ir jų organoidai vis dar veikė normaliai po to, kai jie užšaldyti ir atšildyti kriokozei, esant beveik minuso 200 temperatūrai laipsnių Celsijaus, po to, kai jis įdėtas į parafiną, ir esant įvairiems pH lygiams.

"Takebe" pripažįsta, kad šio požiūrio vis dar yra apribojimų. Reikia daugiau nuveikti siekiant padidinti šių hibridinių organoidų gamybą, ir jis ir jo komanda šiuo metu dirba kuriant sistemą, kuri tuo pat metu galėtų nuskaityti organoido radijo dažnį ir fluorescenciją. Jis taip pat tikisi, kad kitų rūšių mikroskopai ateityje galėtų būti integruojami į organoidus ir kad RFID mikroschemos su jutiklių technologijomis galėtų būti naudojamos realiojo laiko duomenų apie organoidus įrašyti. "Mano laboratorijos dėmesys yra visiškai biologinis, todėl kai kurie iš šių iššūkių yra dalykai, kurių mes negalime išspręsti vieni. Tačiau, bendradarbiaudama tarp įvairių sričių ekspertų ir ypač atsižvelgiant į tai, kaip sparčiai vystosi technologijos, manau, kad galime ir spręsime jas", - sakė jis. sako

menu
menu