I ricercatori dell'Università di Cambridge, della Cornell University e della Stanford University hanno affermato che
I dispositivi sono stati formati su chip, preservando l'orientamento e la funzionalità della membrana cellulare, e sono stati utilizzati con successo per controllare l'attività dei canali ionici, una classe di proteine nelle cellule umane.Sono l'obiettivo di oltre il 60% dei farmaci approvati.
Le membrane cellulari svolgono un ruolo centrale insegnalazione biologica, controllando tutto, dal sollievo dal dolore all'infezione virale. Fungono da guardiani tra la cella e il mondo esterno. Il team ha deciso di creare un sensore che conservi tutti gli aspetti critici della membrana cellulare - struttura, fluidità e controllo del movimento ionico - senza i passaggi laboriosi necessari per mantenere in vita la cellula.
Il dispositivo utilizza un chip elettronico permisurare eventuali cambiamenti nella membrana sovrastante rimossa dalla cella. Ciò consente agli scienziati di comprendere facilmente e in modo sicuro come la cellula interagisce con il mondo esterno.
I ricercatori hanno sviluppato una "membrana su un chip"cellule umane, che ci consente di monitorare continuamente come i farmaci e gli agenti infettivi interagiscono con le nostre cellule, e potrebbero presto essere utilizzati per testare potenziali candidati farmaci COVID-19. Crediti: Susan Daniel / Cornell University
La nuova invenzione combina le membrane cellulari conelettrodi e transistor polimerici conduttivi. Per creare le membrane su un chip, il team della Cornell University ha prima ottimizzato il processo di produzione di membrane da cellule viventi e poi, lavorando con un team di Cambridge, le ha collegate agli elettrodi polimerici in modo da mantenere la loro piena funzionalità. I polimeri conduttivi idratati forniscono un ambiente più "naturale" per le membrane cellulari e consentono un controllo affidabile della sua funzione.
Polimero ottimizzato dal team di Stanfordelettrodi per il monitoraggio dei cambiamenti nelle membrane. Il dispositivo non si basa più su cellule viventi. Sono spesso tecnicamente difficili da sostenere e richiedono un'attenzione significativa e le misurazioni possono continuare per un lungo periodo di tempo.
Poiché le membrane sono fatte dall'uomocellule, è come fare una biopsia della superficie di quella cellula: gli scienziati hanno tutto il materiale che deve essere presente, comprese proteine e lipidi, ma non ci sono problemi nell'usare cellule viventi.
Questo tipo di screening viene solitamente eseguito dall'industria farmaceutica con cellule vive, ma i nostri scienziati del dispositivo fornisconoun'alternativa più leggera.
Ad oggi, lo scopo dello studio,Supportato da un finanziamento della US Defense Research Projects Agency (DARPA), era per mostrare come i virus come l'influenza interagiscono con le cellule. DARPA ha ora fornito ulteriori finanziamenti per testare l'efficacia del dispositivo nello screening di potenziali farmaci candidati per COVID-19 in modo sicuro ed efficace.
Dati i rischi significativi associati aI ricercatori che lavorano su SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, si concentreranno sulla creazione di membrane virali e sulla loro fusione con chip. Gli scienziati possono identificare nuovi farmaci o anticorpi per neutralizzare i picchi virali utilizzati per entrare nella cellula ospite. Questo lavoro dovrebbe iniziare il 1 ° agosto.
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