El picobalance inercial revela fluctuaciones de masa rápidas en las células de los mamíferos

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• La biofísica
• Fisiología

Sus antecedentes:

• El tamaño celular, el volumen y la regulación de la masa son críticos para las funciones fisiológicas y están vinculados al metabolismo, la proliferación y la expresión génica.
• La desregulación de la masa celular contribuye a diversas enfermedades.
• Las tecnologías existentes luchan por rastrear la masa celular adherente con la resolución requerida para observar la dinámica celular rápida.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva tecnología para el seguimiento de la masa celular adherente con alta resolución temporal y de masa.
• Investigar las fluctuaciones dinámicas de masa de las células adherentes individuales en condiciones fisiológicas.
• Para explorar la relación entre las fluctuaciones de masa celular y los procesos celulares.

Principales métodos:

• Desarrollo de un "picobalance" utilizando un microrresonador excitado ópticamente para medir la masa celular adherente.
• Mediciones de alta resolución (sensibilidad del picograma, resolución en milisegundos) durante períodos prolongados (días).
• Compatibilidad con la microscopía de fluorescencia para la observación simultánea de los procesos celulares.

Principales resultados:

• Las células de mamíferos vivos exhiben fluctuaciones de masa intrínsecas del 1-4% en escalas de tiempo secundarias a lo largo del ciclo celular.
• Estas fluctuaciones están relacionadas con la síntesis de ATP y el transporte de agua.
• La infección celular con el virus vaccia detiene el crecimiento y la progresión del ciclo celular, pero no las fluctuaciones de masa hasta la muerte celular.

Conclusiones:

• Todas las células vivas muestran fluctuaciones de masa rápidas y sutiles durante el ciclo celular.
• La tecnología de "picobalance" desarrollada permite una visión sin precedentes de la dinámica de la masa celular.
• Este enfoque tiene amplias aplicaciones para comprender la regulación de la masa celular en fisiología, cáncer, diferenciación de células madre y descubrimiento de fármacos.