Se o objetivo é separar diferentes tipos de células ou moléculas, os métodos que se baseiam no princípio milenar de magnetismo são um grampo entre os pesquisadores.
Agora, dois relatórios mostram que o uso de nanopartículas magnéticas em bioseparations poderia ter um impacto significativo em ambos os oncologia clínica e pesquisa do câncer básica.
Reportagem seu trabalho na revista Biotecnologia e Bioengenharia, uma equipe de investigação liderada por Maciej Zborowski, Ph.D., demonstrou que as nanopartículas magnéticas, combinado com anticorpos, enriquece com sucesso células progenitoras do sangue periférico (CPSP) em amostras de sangue total. Os ensaios clínicos têm demonstrado que células CPSP são mais eficazes do transplante de medula óssea na restauração de um indivíduo de sangue da população de células seguintes doses elevadas de quimioterapia ou radioterapia.
Os métodos atuais de separação magnética, embora eficaz, operar em modo batch, em vez de modo de fluxo, tornando-os muito lento e ineficiente para uso otimizado em um cenário high-throughput clínico. Em trabalhos anteriores, Zborowski e seus colegas tinham desenvolvido um classificador de fluxo magnético quadruple (SGQ), semelhante a um classificador de células ativadas por fluorescência (FACS), mas com uma taxa de transferência de até 1.000 vezes mais rápido do que este dispositivo amplamente utilizado, na ordem de 10 milhões células por segundo.
CPSP são conhecidas como células CD34 + porque expressam uma proteína, conhecida como CD34, na superfície das células. CD34 é uma molécula bem estudadas e anticorpos que se ligam a este marcador estão disponíveis comercialmente. De uma longa série de experimentos, os pesquisadores testaram uma grande variedade de métodos para desenvolver um procedimento para a rotulagem um anticorpo anti-CD34 com nanopartículas magnéticas e usando esse anticorpo marcado para ligar as células CD34 +.
Em seguida, os pesquisadores realizaram um segundo conjunto de experimentos visando otimizar as condições de fluxo e os parâmetros de outro instrumento para maximizar a capacidade de seu instrumento SGQ para separar células CD34 + de outras células sanguíneas. Os pesquisadores observaram que a modelagem teórica do fluxo de células em campos magnéticos foi fundamental para o sucesso desta fase de seu estudo.
Finalmente, os pesquisadores testaram suas protocolo otimizado em amostras de sangue humano. Estas experiências demonstraram que esta técnica foi capaz de se recuperar entre 18 e 60 por cento do CPSP em amostras de sangue humano, enquanto a pureza da células CD34 + variou de 60 a 90 por cento. Ambos os parâmetros estão muito dentro da faixa clínica útil. Os pesquisadores observam que eles vão agora desenvolver um protocolo estéril como o próximo passo em direção a ensaios clínicos.
Enquanto isso, pesquisadores da Universidade Rice descobriram que nanopartículas magnéticas se comportam de forma muito diferente do que o esperado em campos magnéticos fracos, e que possam explorar este comportamento incomum para separar misturas de moléculas de forma rápida e barata. A equipe de pesquisa, liderada por Vicki Colvin, Ph.D., da Universidade Rice, publicou seus resultados na revista Science.
Dado que a força magnética que opera em escala maior partículas magnéticas diminui drasticamente à medida que a partícula se torna menor, parece contraditório que um campo magnético fraco teria muito efeito em tudo em nanopartículas magnéticas. Mas o trabalho teórico e experimental por Colvin e seus colegas sugeriram que as partículas magnéticas menores que 20 nanômetros de diâmetro pode interagir com campos magnéticos fracos de uma forma que, essencialmente, amplifica o funcionamento força magnética sobre estas partículas.