Biochip elettrochimici per la caratterizzazione di cellule vive

Un importante obiettivo della ricerca biomedica è lo sviluppo di strumenti per la caratterizzazione su larga scala di nuovi farmaci e dei loro possibili effetti collaterali. I metodi biochimici tradizionali, pur essendo ampiamente utilizzati, sono laboriosi, richiedono tempi lunghi, numerosi passaggi e consumano costosi reagenti. Inoltre, queste tecniche sono generalmente invasive per le cellule rendendo impossibile lo studio di un processo dinamico. Pertanto si rendono necessari nuovi strumenti per lo screening veloce e in tempo reale. Test su celle vive effettuati su bio-chip si stanno imponendo come una valida alternativa ai metodi convenzionali ed in particolare la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) rappresenta una tecnica di trasduzione non-invasiva che permette la caratterizzazione in tempo reale del comportamento delle cellule. Nei laboratori del CNR-Nano a Lecce, è stato realizzato un dispositivo in grado di rilevare adesione cellulare e cambiamenti morfologici. Per la prima volta questa tecnica è stata usata in combinazione con metodologie off-chip quali microscopia a forza atomica (AFM), test di vitalità come MTT (3 - (4,5-dimetiltia- zol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio bromuro)) e western blot per eseguire una caratterizzazione completa delle variazioni indotte da ioni rame su due linee cellulari (B104 e HeLa). I risultati hanno rivelato una forte correlazione tra dati EIS e quelli MTT ed AFM, ma è necessario sottolineare come, rispetto alle altre tecniche, l'indagine EIS consente di monitorare in tempo reale i processi cellulari. Grazie alla possibilità di effettuare test multipli ed all'integrazione con reti microfluidiche complesse, questi bio-chip possono essere particolarmente utili nella scoperta di farmaci per testare una grande libreria di farmaci ad alta velocità o per valutare l'effetto di un farmaco su differenti linee cellulari.

Authors: E. Primiceri, M. S. Chiriacò, E. D'Amone, E. Urso, R. E. Ionescu, A. Rizzello, M. Maffia, R. Cingolani, R. Rinaldi and G. Maruccio

Title: Real-time monitoring of copper ions- induced cytotoxicity by EIS cell chips

Journal: Biosensors and Bioelectronics

Year: 2010

References: 25 (2010), pp. 2711-2716