Dispositivo microfluídico rastreia a deformabilidade celular de forma mais rápida e confiável do que métodos padrão

Pesquisadores da Universidade Brown e seus colaboradores desenvolveram um método inovador para avaliar as propriedades mecânicas das células, um avanço considerado crucial para a pesquisa biomédica. A capacidade de medir com precisão as alterações na elasticidade celular é de suma importância, pois essas características estão intrinsecamente ligadas à progressão de diversas patologias. Por exemplo, células cancerígenas em tumores frequentemente exibem um amolecimento progressivo à medida que se tornam mais agressivas e propensas à metástase. Em contraste, doenças hematológicas como a malária e a anemia falciforme podem induzir o enrijecimento dos glóbulos vermelhos, alterando sua funcionalidade e capacidade de circulação. A compreensão dessas mudanças mecânicas pode abrir caminho para novas estratégias de diagnóstico e tratamento.

Atualmente, o método considerado padrão ouro para a medição da elasticidade ou rigidez celular é a microscopia de força atômica (AFM). Conforme explicado por Chickering, essa técnica exige que as células sejam cuidadosamente aderidas a uma superfície e testadas individualmente com um minúsculo penetrador. Embora altamente precisa, a AFM é um processo laborioso e demorado. Cientistas experientes, utilizando essa metodologia, conseguem medir, em média, apenas uma célula a cada 30 segundos ou mais, o que limita significativamente a quantidade de dados que podem ser coletados em estudos de larga escala ou em aplicações clínicas que demandam rapidez.

Em resposta a essa limitação, a nova abordagem desenvolvida pelos pesquisadores utiliza um dispositivo microfluídico que permite a análise de células em fluxo contínuo. O princípio central reside na medição do "tempo de voo" das células. "A célula está essencialmente viajando de um ponto de verificação para outro, e coletamos carimbos de data e hora de cada ponto de verificação para determinar o tempo de voo", explicou Chickering. Para complementar essa medição, os pesquisadores empregaram sinais de fluorescência já presentes no citômetro, um aparelho comumente usado para contar e medir células. Esses sinais foram utilizados para determinar o tamanho das células, e a combinação do tamanho com o tempo de voo permitiu a determinação precisa da rigidez celular.

A principal vantagem do novo método reside em sua velocidade e eficiência incomparáveis. Chickering destacou que, enquanto a microscopia de força atômica permite a medição de uma célula a cada 30 segundos, a nova técnica possibilitou a observação de 60 a 100 células por segundo. Além disso, há um potencial significativo para alcançar taxas ainda maiores, chegando a centenas de células por segundo. Essa capacidade de processar um volume muito maior de células em um curto espaço de tempo representa um avanço substancial para a pesquisa, permitindo a coleta de dados estatisticamente mais robustos e a exploração de populações celulares heterogêneas com maior detalhe.

A prova de conceito do dispositivo foi estabelecida quando Graylen produziu dados convincentes. Esses resultados demonstraram que partículas celulares com diferentes níveis de rigidez e tamanhos apresentavam tempos de voo correlacionais distintos, um achado que se alinhava perfeitamente com as expectativas teóricas dos pesquisadores. O professor Darling, um dos autores do estudo, enfatizou a notável consistência e reprodutibilidade do novo método. Ele observou que, em comparação com abordagens anteriores, que frequentemente resultavam em medições variáveis dependendo da forma como eram aplicadas, o dispositivo microfluídico oferece uma plataforma de análise muito mais estável e confiável.

A introdução deste dispositivo microfluídico representa um marco importante na caracterização celular. Ao oferecer uma maneira mais rápida, confiável e reprodutível de medir a deformabilidade das células, os pesquisadores abrem novas portas para o estudo aprofundado de doenças e para o desenvolvimento de ferramentas diagnósticas mais eficazes. A capacidade de analisar grandes populações celulares em tempo real pode acelerar a descoberta de biomarcadores, otimizar a triagem de medicamentos e aprimorar a compreensão dos mecanismos subjacentes a diversas condições de saúde, desde o câncer até distúrbios sanguíneos. Este avanço promete impactar significativamente tanto a pesquisa básica quanto as aplicações clínicas futuras.