Avanços nas Técnicas de Isolamento de Miócitos Usando Microfluídica
Métodos inovadores melhoram a isolação de mioblastos do tecido muscular de frango.
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Índice
A China é um dos maiores produtores e consumidores de carne de frango. A indústria de criação de frangos é fundamental para o setor agrícola e contribui bastante pra economia rural. À medida que a indústria cresce, ela melhora a dieta das pessoas que vivem em cidades e vilarejos, fornecendo nutrientes importantes como proteína. Além disso, se tornou um jogador importante no mercado global de carnes, com uma demanda crescente por frango de qualidade.
Importância dos Mioblastos
Os mioblastos são células especiais que formam fibras musculares. Elas vêm de células-tronco e desempenham um papel crucial na reparação dos Músculos após uma lesão. Os pesquisadores estão interessados nessas células porque elas podem se transformar em diferentes tipos de células musculares e ajudar na engenharia de tecidos. Para estudar os mioblastos, é preciso isolá-los dos tecidos musculares. Os métodos tradicionais de separação dos mioblastos, como usar diferentes técnicas de adesão, gradientes de densidade e citometria de fluxo, têm seus desafios, como ser demorados e caros.
Nova Tecnologia: Microfluídica
A microfluídica é uma nova forma de separar células que aproveita como os fluidos se comportam em pequenos espaços. Essa técnica é mais rápida, usa menos amostra e é mais fácil de configurar em comparação com os métodos tradicionais. A microfluídica já foi usada com sucesso para isolar e detectar diferentes tipos de células. Existem duas abordagens principais dentro da microfluídica: métodos ativos e passivos. Os métodos ativos usam forças como luz ou eletricidade, enquanto os passivos usam o design do chip para separar as células no fluido. Entre as técnicas passivas, uma popular é a Deslocação Lateral Determinística (DLD), que é simples e eficaz na separação de vários tipos de células.
Como Funciona o DLD
O DLD usa um design especial de pilares em um fluido para separar partículas com base no tamanho. Quando as células passam pelas lacunas entre esses pilares, as células menores seguem o caminho original do fluxo, enquanto as maiores são empurradas para o lado. Essa separação permite que os pesquisadores isolem tipos específicos de células, como os mioblastos, de uma mistura.
Por exemplo, em uma configuração de DLD, dois tipos de células são testadas: mioblastos que são pequenos e células agrupadas que são maiores. Dependendo do tamanho, essas células vão seguir caminhos diferentes pelo chip. Esse método é eficaz para isolar mioblastos de outros tipos de células presentes no tecido muscular.
Desenvolvimento de Mioblastos em Frangos
Nos frangos Wenchang, o desenvolvimento do tecido muscular é um processo crítico que acontece durante as fases embrionárias. Começando por volta do dia 7 ao dia 15, as células musculares (mioblastos) crescem e se preparam para formar as fibras musculares maduras. Pesquisas mostram que o melhor momento para isolar esses mioblastos é por volta do dia 12, quando suas quantidades estão mais altas, e ainda não começaram a formar estruturas mais complexas.
Métodos para Isolar Mioblastos
Para isolar mioblastos, os pesquisadores começam preparando o tecido muscular do frango. Depois de limpar e processar as amostras, eles usam produtos químicos específicos para quebrar o tecido e obter uma suspensão celular. Essa mistura passa pelo chip DLD para separação.
O design do chip tem um papel importante nesse processo. Os pesquisadores usaram pilares triangulares, que mostraram ser mais eficazes na separação de células. O chip pode ser ajustado para controlar o fluxo e ajuda a maximizar a recuperação dos mioblastos, mantendo-os vivos.
Observando e Contando Células
Depois do processo de separação, os pesquisadores coletam as células que saem dos diferentes saídas do chip. Eles observam essas células sob um microscópio para verificar seus tamanhos e contar quantas de cada tipo existem. Os pesquisadores também avaliam a pureza dos mioblastos coletados para garantir que não estejam misturados com outras células indesejadas.
Identificando Mioblastos
Para confirmar que as células são realmente mioblastos, marcadores específicos são usados. Corantes fluorescentes ajudam a destacar os mioblastos sob um microscópio. Os mioblastos mostram certas cores quando tingidos, facilitando a identificação, enquanto outros tipos de células, como fibroblastos e aglomerados maiores, não mostram esses marcadores.
Análise dos Resultados
Os resultados desses processos de isolamento mostram que o chip DLD coleta de forma eficaz uma alta porcentagem de mioblastos. A maioria das células da primeira saída do chip é confirmada como mioblastos, enquanto as outras saídas contêm uma mistura de diferentes tipos de células.
Conclusão
O estudo indica que a tecnologia microfluídica, especialmente o método DLD, pode isolar mioblastos de forma bem-sucedida e eficiente do músculo de frango. Essa abordagem não só melhora as taxas de recuperação celular, mas também mantém a viabilidade das células. Isolar mioblastos é importante para estudos futuros sobre crescimento e reparo muscular e, com os avanços na tecnologia microfluídica, os pesquisadores podem continuar a aprimorar sua compreensão do desenvolvimento muscular em aves e outros animais.
Título: Rapid High-Throughput Isolation and purification of Chicken Myoblasts Based on Deterministic Lateral Displacement Microfluidic Chips
Resumo: Myoblasts are defined as stem cells containing skeletal muscle cell precursors. However, there are some challenges associated with the purification of myoblast samples, including long culture times and ease of bacterial contamination. In this study, we propose a microfluidic myoblast cell enrichment and purification platform based on the principle of deterministic lateral displacement (DLD). To achieve this, we designed a DLD chip with three outlets and tested it on 11-day-old Wenchang chicken pectoral muscle tissue. A cell suspension was prepared using the collagenase method, pretreated, and then passed into the designed DLD chip for myoblast enrichment and purification. In this study, the number of myoblasts and the diameter of myoblasts increased slowly before E9, and the diameter of myofibers decreased and the number of myofibers increased rapidly after E9. The period when the number of muscle fibers is highest is E12, and the period when the diameter of muscle fibers increases again after the lowest point is also E12. After E12, the diameter of the muscle fibers increased and the number of muscle fibers decreased. At E12, myoblasts clustered and fused, and the proliferation of myoblasts was greatly reduced. E12 is both intact myoblasts and the most vigorous proliferation period, so the best time to determine isolation is E12. We attained a myoblast cell recovery rate of 80%, a target outlet collection purity of 99%, and a chip throughput of 50 m/min. This study provides a novel and effective method for the isolation and purification of skeletal muscle myoblasts.
Autores: Lihong Gu, H. Liu, L. Wang, H. Fan, X. Zheng, T. Xu, Q. Jiang, T. Zhou, L. Shi
Última atualização: 2024-03-19 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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