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DropletMicroarrays: Ultra High-Throughput Screening of Cells in 3D Microenvironments

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Un sistema de micromatriz en miniatura para personalizar los cribados farmacológicos

A pesar de los progresos tecnológicos logrados en la materia, aún no se dispone de métodos rápidos y baratos para cribar fármacos. Un nuevo método de alto rendimiento podría revolucionar esta actividad y lograr que la medicina personalizada esté más al alcance de la mano.

Investigación fundamental

Las metodologías existentes de cribado farmacológico son laboriosas y precisan una gran cantidad de células y equipos automáticos caros. Es más, las biopsias proporcionan a menudo una cantidad insuficiente de células para los métodos tradicionales, por lo que es necesario miniaturizar aún más los ensayos de cribado farmacológico.

Una micromatriz de alto rendimiento para cribar fármacos

El proyecto financiado con fondos europeos DROPCELLARRAY aprovechó las propiedades singulares de las micromatrices superhidrófobas-hidrófilas para crear una plataforma innovadora de cribado farmacológico. «Nuestro objetivo fue desarrollar un sistema de alto rendimiento en miniatura para cribar fármacos con células vivas», explica el Dr. Pavel Levkin, coordinador del proyecto. La tecnología de DROPCELLARRAY permite realizar hasta 300 000 experimentos celulares en paralelo en microgotículas diminutas sobre un único chip. Cada gotícula se aísla en una posición determinada en el chip, logrando así una indexación espacial, mediciones de lapso de tiempo y cribado de células adherentes o no adherentes. Las barreras superhidrófobas también permiten aislar completamente los microrreservorios y evitar la contaminación cruzada y la migración celular. En comparación con las microplacas tradicionales, el volumen minúsculo de la gotícula permite analizar muy pocas células y por tanto es compatible con células primarias y madre raras. Es más, ahorra costes y los reactivos necesarios. Los investigadores lograron progresos en materia de química de superficies, fotoquímica y tecnología de patrones para crear patrones transparentes y biocompatibles en las micromatrices. Esta labor fue básica para generar barreras superhidrófobas y compartimentar los miles de reacciones de cribado en la matriz. «Crear una tecnología de micromatriz de gotícula completamente nueva basada en micromatrices superhidrófobas-hidrófilas, a partir de investigación básica y convertirla en aplicaciones celulares reales es sin duda alguna el mayor logro del proyecto», aduce el Dr. Levkin. Confiesa además que «no hubiera sido posible sin el trabajo duro y la motivación del equipo de DROPCELLARRAY, que desarrolló un gran producto que ya se emplea en muchos laboratorios y varias empresas farmacéuticas».

Una plataforma de micromatriz para lograr cultivos celulares tridimensionales

La plataforma de DROPCELLARRAY permite cultivar células en sistemas tridimensionales como hidrogeles, esferoides celulares o cuerpos embrioides. Los sistemas de cultivo tridimensional son más adecuados fisiológicamente pues simulan el microentorno «in vivo» de las células, lo que contribuye a que crezcan de forma más natural. Los hidrogeles son polímeros blandos hidrófilos entrelazados que se emplean para generar un microentorno de cultivo en el que analizar y ampliar poblaciones de células madre. Estas células son complejas de cultivar pues pierden con facilidad su potencial de célula madre y de diferenciarse. Se espera así que DROPCELLARRAY encuentre empleo en la investigación con células madre, la medicina regenerativa y la biología celular en general.

El futuro de la tecnología de DROPCELLARRAY

La plataforma de micromatriz de gotículas se evaluó positivamente tanto en entornos académicos como farmacéuticos. Las matrices están disponibles a través de la empresa derivada Aquarray GmbH, en la cual se crean productos de medicina personalizada, cribado celular y experimentos celulares miniaturizados. La empresa se encuentra ahora en una fase de contratación de personal científico y confía en atraer inversores para evolucionar la tecnología y ampliar sus aplicaciones. Entre sus objetivos está lograr que la tecnología de DROPCELLARRAY se use en todos los laboratorios y empresas biotecnológicas o farmacéuticas del mundo. El Dr. Levkin confía en que la tecnología «se adoptará en hospitales para aplicaciones de medicina personalizada a fin de acelerar los descubrimientos biológicos y tenga aprovechamiento en síntesis de materiales».

Palabras clave

DROPCELLARRAY, cribado farmacológico, gotícula, micromatrices superhidrófobas hidrófilas, Aquarray

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