Une meilleure façon de mesurer la survie des cellules

Mesurer les effets toxiques des composés chimiques sur différents types de cellules est essentielle pour le développement de médicaments anticancéreux, qui doit être en mesure de tuer leurs cellules cibles. L'analyse de la survie des cellules est également une tâche importante dans des domaines tels que la réglementation environnementale, pour tester les produits chimiques industriels et agricoles pour d'éventuels effets nocifs sur les cellules saines.

ingénieurs biologiques MIT ont maintenant mis au point un nouveau test de toxicité qui peut mesurer les effets chimiques sur la survie des cellules avec une sensibilité beaucoup plus grande que certains des tests les plus populaires utilisés aujourd'hui. Il est également beaucoup plus rapide que le test de l'étalon-or, qui, car il faut deux à trois semaines pour donner les résultats ne sont pas largement utilisé. Le nouveau test pourrait ainsi aider les compagnies pharmaceutiques et les chercheurs universitaires identifier et d'évaluer de nouveaux médicaments plus rapidement.

« Tests de cytotoxicité sont l'un des tests les plus couramment utilisés dans les sciences de la vie,», Dit-Bevin Engelward, professeur de génie biologique au MIT et auteur principal de l'étude.

et Ngo, un ancien étudiant diplômé du MIT et postdoc, est l'auteur principal du papier, qui apparaît dans le numéro de février. 5 problème de Cell Reports. D'autres auteurs comprennent Tze Khee Chan, un ancien étudiant diplômé de l'Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (INTELLIGENT); Jing Ge, un ancien étudiant diplômé du MIT; et Leona Samson, Ngo co-conseiller et professeur émérite de MIT génie biologique.

survie de mesure

Le test traditionnel pour mesurer la survie des cellules, connu comme le test de formation de colonies, consiste à cultiver des colonies de cellules dans des boîtes de culture de tissus pendant deux à trois semaines après l'exposition des cellules à un composé chimique ou d'un autre agent nocif tel que le rayonnement. Un chercheur compte alors le nombre de colonies pour déterminer comment le traitement affecté la survie des cellules.

Une partie de la motivation de Engelward pour cette étude était la mémoire des longues heures, elle a passé en comptant les colonies comme un étudiant diplômé.

« Le comptage est vraiment laborieux et douloureusement difficile parce que vous avez à faire constamment des appels de jugement quant à ce qui est une colonie contre les débris," elle dit. « Peu de gens utilisent plus le test de formation de colonies, car il est difficile, trop lent, et nécessite d'énormes quantités de milieux de croissance cellulaire, vous avez donc besoin beaucoup du composé testé « .

Dans les années récentes, les scientifiques ont commencé à utiliser d'autres méthodes qui sont plus rapides, mais pas aussi précis et sensible que le test de formation de colonies. Ces tests ne mesurent pas directement la croissance des cellules, mais plutôt analyser la fonction mitochondriale.

Engelward et ses collègues ont entrepris d'élaborer un test qui pourrait générer des résultats en quelques jours tout en faisant correspondre encore la précision et la sensibilité du test de formation de colonies. Le système qu'ils ont inventé, qu'ils appellent le MicroColonyChip, se compose de petits puits sur une plaque. les cellules traités et non traités sont placés dans ces puits et commencent à former des colonies très petites dans un motif de grille. En l'espace de quelques jours, avant que les colonies deviennent visibles à l'oeil nu, les chercheurs peuvent utiliser un microscope à l'image de l'ADN des cellules, qui est marqué par fluorescence.

Par code modification développé à l'origine par l'ancien MIT postdoc David Wood et le MIT professeur Sangeeta Bhatia, les chercheurs ont créé un logiciel qui mesure la quantité d'ADN fluorescent dans chaque puits et calcule ensuite la façon dont une croissance beaucoup plus de cellules a eu lieu. En comparant la croissance des cellules traitées et non traitées, les chercheurs peuvent déterminer la toxicité de tout composé qu'ils étudient.

ingénieurs biologiques du MIT ont mis au point un moyen de mesurer rapidement les taux de survie des cellules en cultivant de nombreuses colonies de cellules et d'imagerie leur ADN marqué par fluorescence. Image: et Ngo

« Nous avons un système de balayage automatique pour faire l'imagerie de fluorescence, et par la suite, l'analyse d'image est complètement automatisé,» Dit Ngo.

Les chercheurs ont comparé leur nouveau test à la colonie étalon-or essai de formation et a constaté que les résultats étaient impossibles à distinguer. Ils ont également pu reproduire avec précision les données sur les effets des rayonnements gamma sur les cellules lymphoblastoïdes humaines, collectées 20 il y a quelques années en utilisant le test de formation de colonies. Utilisation de la MicroColonyChip, les chercheurs ont obtenu leurs données en trois jours, au lieu de trois semaines.

« Nous avons été en mesure d'études de rayonnement de reproduire 20 il y a des années, en utilisant un processus beaucoup plus facile que ce qu'ils ont fait,» Dit Engelward.

Une plus grande sensibilité

Les chercheurs ont également comparé leur nouveau test aux deux tests de toxicité qui sont les plus couramment utilisés par les chercheurs et les sociétés pharmaceutiques, connu sous le nom XTT et CellTiter-Glo (CTG). Ces deux tests sont des mesures indirectes de la viabilité des cellules: XTT mesure la capacité des cellules à se décomposer tétrazolium, une étape clé dans le métabolisme cellulaire, et mesure CTG taux intracellulaire de l'ATP, molécules que les cellules utilisent pour stocker de l'énergie.

« Le MicroColonyChip est beaucoup plus sensible que le dosage XTT, il vous donne vraiment la possibilité de voir des changements subtils dans la survie des cellules, et il est aussi sensible que le dosage CTG tout en étant plus robuste aux artefacts,» Dit Engelward.

En utilisant le nouveau test, les chercheurs ont examiné les effets de deux médicaments endommageant l'ADN utilisés pour la chimiothérapie et ont découvert qu'ils pouvaient reproduire avec précision les résultats obtenus en utilisant le test classique de formation de colonies. « Nous envisageons maintenant d'étendre ces études dans l'espoir de démontrer que le test fonctionne pour beaucoup d'autres types de médicaments et de cellules,» Dit Ngo.

En plus d'être utile pour le développement de médicaments, ce test pourrait également être utile pour les organismes de réglementation environnementale responsables des composés chimiques d'essai pour effets nocifs potentiels, Engelward dit. Une autre application possible est en médecine personnalisée, où il pourrait être utilisé pour tester une variété de médicaments sur les cellules d'un patient avant un traitement est choisi.

La source: http://news.mit.edu, par Anne Trafton