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Method Article
Por meio da incorporação do design da experiência de interação e da análise dos requisitos do usuário, introduzimos um raspador de células inovador que aprimora os ensaios de cicatrização de feridas celulares em termos de reprodutibilidade, confiabilidade, praticidade, integridade celular e experiência do usuário.
A confiabilidade da medição da migração celular em ensaios de cicatrização de feridas é frequentemente prejudicada pela instabilidade metodológica prevalente, ou seja, método baseado em pontas. Apresentamos um instrumento inovador projetado para lidar com essas limitações. Nosso novo raspador de células supera a abordagem atual, gerando uma lacuna livre de células mais consistente e estável. Experimentos biológicos repetidos revelam que a lacuna livre de células produzida pelo raspador de células exibe bordas mais retas e tamanho e forma uniformes em comparação com a técnica baseada em ponta (p < 0,05). Em termos de design de produto, o raspador de células possui um esquema de cores refinado adequado para ambientes de laboratório, aprimorando o monitoramento dos resultados experimentais e permite a esterilização por meio de autoclavagem para reutilização. Notavelmente, após o tratamento, o raspador de células demonstra um efeito insignificante na viabilidade e proliferação celular (97,31% e 24,41%, respectivamente). Por outro lado, o método baseado em ponta produz menor viabilidade celular (91,37%) e proliferação (18,79%). Esta investigação apresenta o raspador de células como um novo dispositivo reutilizável capaz de gerar lacunas livres de células reprodutíveis, preservando a viabilidade celular, aumentando assim a confiabilidade dos ensaios de cicatrização de feridas em comparação com as técnicas existentes.
Os tumores são caracterizados por características distintas, como vantagens de crescimento seletivo, religação metabólica e modulação imunológica, que contribuem de forma intrigante para o aumento da migração celular, um comportamento maligno crítico das células tumorais. Essa característica afeta diretamente a metástase à distância do tumor primário, comprometendo a sobrevida a longo prazo dos pacientes 1,2,3. As vantagens do crescimento seletivo permitem que as células cancerígenas superem as células normais, enquanto a religação metabólica suporta essa rápida proliferação, alterando as vias de energia. Ao mesmo tempo, a modulação imunológica permite que os tumores escapem das defesas do corpo. Estudos ressaltam a gravidade desse problema, mostrando que a metástase pulmonar, muitas vezes resultado de uma migração celular aumentada, é um evento terminal que leva à morte de pacientes com vários tipos de câncer4. Por exemplo, câncer de mama5, carcinoma cervical4 e osteossarcoma6 são responsáveis por 20%, 9% e 30% desses casos, respectivamente. Portanto, avaliar a migração de células tumorais tornou-se parte integrante da pesquisa oncológica atual, destacando ainda mais a natureza multifacetada da progressão do tumor.
O ensaio de cicatrização de feridas celulares é um método fácil de usar para medir a migração celular in vitro , frequentemente empregado em estudos oncológicos7. A maioria dos experimentadores usa pontas de pipeta para criar feridas celulares manualmente8. Embora esse método possa formar feridas celulares de forma rápida e conveniente, ele ainda tem muitas limitações que afetam a reprodutibilidade e a precisão para avaliar a migração celular. Em primeiro lugar, o uso manual de ponteiras de pipeta para criar arranhões é altamente influenciado pelo ângulo de operação, força e velocidade do operador, afetando a repetibilidade do método8. Em segundo lugar, os defeitos celulares gerados pela ponta geralmente têm bordas irregulares em vez de bordas retas porque as pontas das pipetas são produtos plásticos com certa elasticidade9. Alguns estudos geram feridas colocando inserções de cultura pré-fabricadas diretamente na placa de cultura de células para restringir a amplitude de proliferação celular10. Essa abordagem contorna a limitação do método baseado em dicas, como bordas irregulares e reprodutibilidade. No entanto, mesmo com materiais biocompatíveis, a coexistência a longo prazo da incorporação com as células ainda afeta o crescimento celular11. Além disso, a incorporação também pode causar alterações epigenéticas celulares na zona marginal devido à restrição de contato12. Além disso, os insertos de contato produzidos a partir de materiais biocompatíveis são caros e difíceis de reutilizar, limitando sua viabilidade13. Portanto, uma ferramenta nova, reprodutível e prática é necessária para quantificar facilmente a migração celular in vitro .
O objetivo principal deste método é introduzir uma ferramenta inovadora para quantificar a migração celular in vitro em estudos oncológicos, abordando as limitações das técnicas existentes e aumentando a reprodutibilidade e a precisão na avaliação da migração celular.
A lógica por trás do desenvolvimento dessa técnica reside na importância crítica de avaliar a migração de células tumorais em oncologia. Os tumores exibem características distintas, incluindo vantagens de crescimento seletivo, religação metabólica e modulação imunológica, todos contribuindo para o aumento da migração celular, um aspecto fundamental da malignidade do câncer. Este método visa fornecer um meio mais confiável de estudar a migração celular, contribuindo para uma compreensão mais profunda do comportamento do tumor.
Este método oferece vantagens substanciais sobre as técnicas existentes. Os ensaios manuais de arranhões podem sofrer interferência dependente do operador, enquanto as inserções de cultura podem afetar o crescimento celular e a expressão gênica. Em contraste, este método oferece maior repetibilidade, precisão e praticidade, apresentando uma solução econômica para medir a migração celular in vitro na pesquisa oncológica. Ele atende a uma necessidade crucial de uma ferramenta confiável e acessível para estudar a migração celular em vários tipos de câncer, tornando-se uma adição valiosa ao campo.
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O consentimento informado completo por escrito foi fornecido por todos os participantes. A aprovação ética não foi aplicável, uma vez que nenhuma amostra de tecido animal ou humano foi incluída no presente estudo.
1. Investigando os requisitos da comunidade de usuários
2. Design e modelagem tridimensional
3. Produção
4. Cultura celular
5. Avaliação do potencial de lesão celular do raspador de células e método baseado em dicas
6. Medir a viabilidade celular e a proliferação celular
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Dissecando as demandas dos usuários por ferramentas para gerar feridas celulares
O método experimental atual para gerar feridas celulares exige mais aprimoramento para abordar muitas questões que comprometem a reprodutibilidade biológica, robustez, consumo econômico e experiência do usuário do ensaio de cicatrização de feridas celulares. Utilizou-se o método de escada rígida para analisar as necessidades dos usuários envolvidos em experimentos biológicos ...
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O presente estudo teve como objetivo desenvolver uma ferramenta mecanizada automática para ensaio de cicatrização de feridas celulares. Até onde sabemos, representa a primeira tentativa de aplicar uma estrutura mecanizada para criar feridas celulares automaticamente com um clique. Com isso, pretendemos resolver as deficiências do método tradicional baseado em dicas, como baixa reprodutibilidade e estado de arranhão instável. Beneficiando-se dos resultados positivos e do feedback ...
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Os autores declaram não ter conflito de interesses.
Este estudo é apoiado pela doação da National Social Science Foundation (22FYSB023), Hubei Industrial Design Center Research Foundation (08hqt201412046) e Humanities and Social Science Foundation do Departamento de Educação da Província de Hubei (15Y054).
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
CCK-8 Kit | Beyotime Company, China | C0037 | |
digital microscope system | Olympus | IX81 | |
fetal bovine serum | Gibco, USA | 16000044 | |
HOS | Procell Life Science & Technology Co., Ltd | CL-0360 | |
Image-Pro Plus | Media Cybernetics | version 6.0 | |
KeyShot | Luxion | version 11.0 | 3D rendering software |
microplate reader | BioTek, German | ELX808 | |
Minimum Essential Medium | Gibco, USA | 11095080 | |
Pantone matching system | Pantone | commercial color matching | |
penicillin-streptomycin | Beyotime Company, China | ST488 | |
Photoshop | Adobe | photo and design software | |
Rhinoceros 3D | Robert McNeel & Associates | version 7.0 | 3D design software |
TC20 Automated Cell Counter | Bio-Rad | TC20 | |
Trypsin | Cytiva HyClone, United State | SH30042.01 |
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