Nossa pesquisa usa um modelo de câncer renal em chip para investigar as interações entre células renais saudáveis e cancerígenas. Este sistema nos ajuda a replicar uma condição in viva que nos permite estudar mudanças causadas por tumores na expressão gênica, inflamação e metabolismo. Ele também fornece informações muito claras sobre a progressão do câncer renal e também seus efeitos nos tecidos saudáveis circundantes.
O sistema avançado de câncer renal em chip utiliza muitas abordagens, como microfluídica, bioimpressão 3D, imagens de alta resolução, biossensores em tempo real, sequenciamento de RNA e triagem CRISPR. Essas tecnologias nos permitem criar uma simulação realmente precisa de condições renais in viva que nos permitem estudar as respostas celulares e as alterações na expressão gênica. Alcançar a reprodutibilidade em experimentos microfluídicos é muito desafiador.
Problemas técnicos, como manuseio preciso de líquidos, podem levar a uma variabilidade nos resultados. Além disso, as complexas flutuações dos protocolos nas taxas de fluxo e nas condições ambientais influenciam ainda mais os resultados consistentes. Nossa próxima pesquisa se concentrará na identificação de assinaturas de micro RNA associadas à progressão do câncer renal e na avaliação de seu potencial como biomarcadores de doenças.
Para começar, projete a câmara necessária composta por quatro compartimentos paralelos usando um software de design assistido por computador. A câmara deve conter dois compartimentos de células, um compartimento de matriz e um canal de conexão. Para imprimir a câmara em 3D, derreta um filamento de bioplástico, especificamente polipropileno, usando um bico de aquecimento e deposite-o camada por camada.
Após a impressão, misture 1.000 microlitros de colágeno tipo I com a solução de genipina e hidróxido de sódio, mantendo a mistura no gelo. Adicione cuidadosamente o ágar e a solução de colágeno nos respectivos compartimentos da matriz da câmara impressa em 3D. Coloque a câmara em uma incubadora de dióxido de carbono a 37 graus Celsius por 60-90 minutos para permitir que a matriz polimerize.
Em seguida, adicione 150 microlitros de meio de cultura no topo da matriz e incube-o durante a noite. Para a incorporação de células caki-1, adicione 25 microlitros de suspensão celular, seguidos por 75 microlitros de colágeno tipo I em um tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitro. Vortex a mistura completamente.
Agora, adicione cuidadosamente 100 microlitros de gel de 2% agarose derretido ao tubo e continue o vórtice até que o gel fique homogêneo. Coloque a câmara na incubadora e mantenha as condições a 37 graus Celsius com 5% de dióxido de carbono. Após uma hora, adicione 150 microlitros de meio celular em cima da matriz para evitar o ressecamento.
No dia seguinte, use uma espátula para remover a matriz da câmara. Coloque a matriz 3D com células em uma placa de 24 poços contendo 1.000 microlitros de meio de cultura e incube a 37 graus Celsius com 5% de dióxido de carbono por 24 horas. Para injeção de células RPTEC/TERT1, coloque 10 microlitros da suspensão celular em uma micropipeta com ponta de 10 microlitros.
Injete cuidadosamente a suspensão celular na matriz de colágeno solidificada previamente preparada através do compartimento celular dentro da câmara. Coloque a câmara em uma incubadora de dióxido de carbono a 37 graus Celsius 5%. Após 60 minutos, adicione 150 microlitros de meio celular no topo da matriz para evitar o ressecamento e incube as células por 24 horas.
Em seguida, remova a matriz da câmara usando uma espátula e coloque-a em uma placa de 24 poços contendo 1.000 microlitros de meio de cultura e incube a 37 graus Celsius com 5% de dióxido de carbono. Agora adicione os géis ao chip. Conecte o chip com a matriz celular 3D ao sistema de perfusão usando tubos.
Defina os parâmetros do sistema e coloque o chip na incubadora. Após a conclusão da perfusão, remova os géis do sistema de perfusão e lave-os com PBS. A coloração por imunofluorescência confirmou a morfologia típica dos túbulos renais como contínua com uma monocamada apertada localizada centralmente no gel.
O esferóide do carcinoma de células renais apresentava-se arredondado e de tamanho homogêneo. A viabilidade celular permaneceu consistente durante o período de cultivo sem tratamentos, como mostrado pelo vazamento estável de LDH entre os dias um e cinco. O aumento da atividade da caspase na presença de células imunes indicou aumento da apoptose.
Sob a influência do esferóide do carcinoma de células renais, os túbulos renais exibiram uma expressão enriquecida de genes associados à regulação do sistema imunológico. A secreção de TNF-alfa foi elevada nos túbulos renais na co-cultura com os esferoides do carcinoma de células renais.
