Modelos do sistema xCELLigence RTCA
Acea Biosciences
Sobre a tecnologia Real-Time Cell Analysis (RTCA)
O sistema xCELLigence Real-Time Cell Analysis (RTCA) permite o monitoramento da proliferação celular, tamanho, morfologia, qualidade de adesão, invasão e migração celular, tudo através de um ensaio em tempo real e sem a utilização de marcadores, esta tecnologia emprega microeletrodos não invasivos de ouro, dispostos em microplacas de diversos formatos. Ao fornecer continuamente esses dados em intervalos curtos (minutos a horas) ou longos (dias a semanas), a técnica RTCA fornece uma visão fenotípica do comportamento celular em um nível de detalhe sem precedentes, maximizando a relevância fisiológica dos dados extraídos nos ensaios celulares in vitro.
Posicionados entre ensaios bioquímicos reducionistas e experimentos in vivo, os ensaios celulares servem como uma ferramenta indispensável para pesquisa biológica básica e aplicada. Entretanto, a aplicabilidade de muitos ensaios celulares pode ser restringida pelos seguintes fatores:
- Necessidade do uso de marcadores
- Incompatibilidade com a monitorização contínua do experimento
- Incompatibilidade com os ensaios ortogonais
- Incapacidade de fornecer uma leitura quantitativa objetiva
Cada uma destas deficiências é, no entanto, superada pelo ensaio de impedância celular, um método não invasivo, em tempo real e sem marcadores.
A unidade funcional de um ensaio de impedância celular é um conjunto de microeletrodos de ouro fundidos com a superfície inferior de uma microplaca (Figura 1).
Quando submersa em uma solução condutora de eletricidade (tal como tampão ou meio de cultura), a aplicação de um potencial elétrico entre estes eletrodos faz com que elétrons saiam do terminal negativo, atravessem a solução e depois se depositem sobre o terminal positivo para completar o circuito.
Uma vez que este fenómeno é dependente da interação dos eletrodos com solução, a presença de células aderentes na interface entre o eletrodo e a solução impede o fluxo de elétrons.
A magnitude desta impedância é dependente do número de células, do tamanho e formato das células e da qualidade da adesão do substrato celular.
É Importante observar que nem a superfície com microeletrodos de ouro, nem o potencial elétrico aplicado (22 mV) causam algum efeito sobre a viabilidade ou o comportamento das células.
A impedância imposta ao fluxo de elétrons como consequência da adesão celular é reportada utilizando-se um parâmetro sem unidade chamado Índice celular (CI).
CI = (impedância em um ponto n de tempo – impedância na ausência de células) / valor nominal da impedância.
A Figura 2 fornece o exemplo de uma curva típica de impedância em tempo real de um experimento de apoptose.
Nas primeiras horas após as células serem adicionadas há um rápido aumento na impedância. Isto é causado pelas células que deixam de estar suspensas e se depositam sobre os eletrodos, formando focos de adesão.
Se o número inicial de células adicionadas é baixo, havendo espaço vazio na superfície inferior dos poços as células irão proliferar, causando um aumento gradual e constante no CI.
Quando as células atingem confluência o valor do CI se estabiliza, refletindo o fato de que a área da superfície do eletrodo que é acessível ao meio não está se alterando.
Neste ponto, a adição de um indutor de apoptose provoca uma diminuição no valor do CI, trazendo este de volta para baixo até zero. Isto é o resultado das células arredondando e desprendendo da superfície.
Embora este exemplo genérico envolva a adição de um fármaco quando as células estão confluentes, os ensaios baseados em impedância são extremamente flexíveis e também pode avaliar a taxa e a extensão da adesão celular inicial aos eletrodos, ou a taxa e a extensão da proliferação celular.
A flexibilidade desta tecnologia serve de base para uma ampla variedade de aplicações. Destacamos abaixo algumas aplicações do sistema xCELLigence.
- Cancer Immunotherapy
- Cardiosafety: Drug-Induced Arrythmia
- Cell Adhesion
- Cell Invasion and Migration
- Cell-Cell Interations: Co-Culture
- Cytotoxicity
- Immune Cell Activation
- In Vitro Hypoxia Studies
- Parasitic Worm Motility and Viability
- Receptor Signaling Overview
- Stem Cell and Cell Differentiation
- Virus-Mediated Cytopathic Effect