Une équipe de chercheurs de NYU Abu Dhabi a développé une sonde microélectrofluidique (MeFP) activée par diélectrophorèse (DEP) qui a la capacité de séparer et de modéliser de manière séquentielle les cellules de mammifères dans un système microfluidique ouvert. Les cellules de mammifères sont minuscules (environ un dixième du diamètre d'un seul cheveu) et il devient donc très difficile d'enrichir et de modeler sélectivement les cellules à la résolution d'une seule cellule. L'outil développé est capable d'enrichir sélectivement les cellules d'intérêt dans un arrêt de type magnétique qui conduit à saisir les cellules cibles du flux de fluide, tout en laissant intacts ceux qui ne sont pas ciblés dans le flux. Par conséquent, les cellules arrêtées sont libérées et modelées sur le substrat dans un processus de type impression 2-D.

L'étude a démontré le MeFP avec une efficacité d'isolement allant jusqu'à 100 %, 90% de pureté de séparation, et une vitesse de dépôt de motif de quelques secondes. En utilisant cette méthode pour trier, purifier, et assembler les cellules en motifs contrôlés est la première étape du processus d'ingénierie tissulaire.

Le dispositif a également une application potentielle dans la capture séquentielle et la caractérisation des cellules tumorales circulantes (cellules malignes présentes dans le sang des patients cancéreux). Étant donné que le MeFP peut déposer directement les cellules capturées sur n'importe quel substrat plat inférieur, ces cellules peuvent ensuite être testées avec plusieurs médicaments chimiothérapeutiques en utilisant uniquement la fonction microfluidique du même dispositif.

Dans le journal, "Sonde microélectrofluidique pour la séparation et la structuration séquentielle des cellules, " publié dans la revue Laboratoire sur puce , les chercheurs présentent le processus de création d'un outil capable de séparer et de modéliser des cellules à l'aide des forces DEP au sein d'un système microfluidique ouvert « sans canal », permettant aux modèles cellulaires avec une structure complexe semblable à un tissu de se développer. Le MeFP est une sonde microfluidique avec des ouvertures d'injection et d'aspiration, intégré avec un réseau d'électrodes micro-bosse sur son extrémité. En ajustant la configuration de flux du MeFP, les chercheurs ont pu modéliser une culture cellulaire contenant deux types de cellules différents pour des études d'interaction cellulaire homotypique et hétérotypique.

Avec le MeFP, les cellules biologiques de différents types peuvent être triées séquentiellement et modelées simultanément, sur tout support plat, pour former les modèles cellulaires requis et potentiellement les constructions tissulaires. Des exemples de différents types de cellules comprennent les cellules cancéreuses, cellules souches, globules rouges et immunitaires, pour n'en nommer que quelques-uns.

"Le MeFP est un outil multifonctionnel pour manipuler des cellules dans un espace ouvert sans canal, " a déclaré le chercheur principal et professeur adjoint de génie mécanique et biomédical à NYUAD Mohammad Qasaimeh, "cette démonstration de sa simplicité, la nature dynamique et personnalisable inspirera de nouveaux motifs cellulaires, Création de tissus, et les applications des sciences de la vie.

"L'outil développé peut être utilisé pour numériser sur n'importe quel substrat plat, et peut séparer des cellules spécifiques en fonction de leurs signatures électroniques, "' a commenté le premier auteur et Global Ph.D. Fellow in Mechanical Engineering à NYUAD Ayoola T. Brimmo.

"C'est la première étude qui combine les forces DEP au sein d'une sonde microfluidique ouverte, qui possèdent les caractéristiques des confinements hydrodynamiques et des capacités de balayage, ", a déclaré le deuxième auteur et chercheur principal en génie mécanique et biomédical à la NYUAD Anoop Menachery.