Evaluación de la calidad celular con el sistema de monitorización de incubación CM20: Una reproducibilidad mejorada de los experimentos a través de la caracterización de células
Introducción
En la investigación con células de cultivo, conseguir una alta reproducibilidad de los experimentos suele ser un desafío. Para solucionar este problema, se han propuesto como medidas correctivas un «plan experimental más consolidado» y «mejores estadísticas».*1 Sin embargo, adquirir los datos cuantitativos necesarios para implementar esta medida es una tarea muy ardua para los investigadores. A través de esta nota de aplicación, se expone un enfoque que tiene como fin mejorar la reproducibilidad de los experimentos mediante la adquisición de datos cuantitativos en los cultivos con el sistema CM20 para aliviar la carga de trabajo de los investigadores.
Problemas convencionales: Dificultad para obtener datos cuantitativos en la fase de preparación del cultivo
Por lo general, el criterio de calidad y el tiempo de rendimiento de las células de cultivo, que constituye la fase preliminar del experimento, se basa en el juicio subjetivo del operador, lo que contribuye a una variación considerable en los resultados obtenidos por los distintos operadores. Además, al recopilar datos cuantitativos de las células, es necesario escoger una parte de la muestra y actualmente no existen herramientas prácticas para medir una gran cantidad de datos de forma no destructiva.
Nuestra solución: Adquisición de datos cuantitativos con el sistema de monitorización de incubación CM20
Gracias a que el sistema de monitorización de incubación CM20 puede observar automáticamente la muestra celular en intervalos estables sin sacarla del recipiente, es posible adquirir datos cuantitativos sin la intervención del investigador ni el riesgo de desestabilizar el entorno del cultivo celular. También es posible medir automáticamente el número de células de la imagen adquirida y calcular el tiempo de duplicación, que es un índice de la capacidad de proliferación celular.
Fig. 1 El sistema CM20 puede medir de forma automática datos cuantitativos durante el paso de las células distribuidas en placas de seis pocillos
Experimento para verificar la reproducibilidad mejorada: Relación entre las características celulares durante su paso a partir de cultivos celulares HUVEC y la inducción de diferenciación
A continuación, se muestra un ejemplo referente al uso correcto de los datos cuantitativos en el paso de las células a modo de evaluación de calidad.
Fig 2. Adquisición de imágenes de CMM y recuento de células con el sistema CM20
Experimento para verificar la reproducibilidad mejorada: Relación entre las características celulares durante su paso a partir de cultivos celulares HUVEC y la inducción de diferenciación
A continuación, se muestra un ejemplo referente al uso correcto de los datos cuantitativos en el paso de las células a modo de evaluación de calidad. La morfología celular y el tiempo de duplicación se analizaron a partir de una gran cantidad de imágenes adquiridas durante el subcultivo de células endoteliales de vena umbilical humana (HUVEC). Lo que se ha descubierto es que existe una alta correlación entre el tiempo de duplicación de las HUVEC durante el subcultivo y su potencial angiogénico. En este caso, se demostró que era posible planificar experimentos con una alta reproducibilidad usando hasta el Paso 8 (P8), que es donde se producen los cambios en la capacidad proliferativa.
Este resultado se obtuvo usando el prototipo del sistema CM20. Consulte el artículo de Scientific Reports para obtener más información sobre el experimento*2
Fig.3 (a) Morfología celular por número de paso: grabación de datos de imagen en cada paso. (b) Relación entre el número de paso y el índice de crecimiento: muestra que el índice de proliferación cambia en el P8. (c) Potencial angiogénico y número de paso de las HUVEC: muestra una angiogénesis correcta en el P7 y una angiogénesis insuficiente en el P12
Testimonio
| En el ámbito de las ciencias de la vida, existe el problema acerca de la imposibilidad de reproducir experimentos que se han llevado a cabo en el pasado. Mediante el método convencional, los pequeños cambios que se producen en el subcultivo tenían que percibirse de forma visual por los expertos en el laboratorio. Por el contrario, el nuevo sistema de monitorización permite adquirir una gran cantidad de imágenes y analizar los datos para determinar la calidad de las células. En el futuro, se espera que en los ámbitos de las ciencias de la vida como de la medicina regenerativa, se pueda mejorar la reproducibilidad de los experimentos mediante la adquisición de datos durante el cultivo y evaluación de su calidad. |
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Prof. Junji Fukuda
División de ingeniería y ciencia de los materiales, Facultad de Ingeniería Química y Ciencias de la vida, Universidad Nacional de Yokohama | |
Referencias
*1) Monya Baker, «1,500 scientists lift the lid on reproducibility», Revista Nature 533, 452–454 (26 de mayo de 2016)
*2) Tatsuya Osaki, Tatsuto Kageyama, Yuka Shimazu, Dina Mysnikova, Shintaro Takahashi, Shinichi Takimoto & Junji Fukuda, «Flatbed epi relief-contrast cellular monitoring system for stable cell culture», Revista Nature — Nature Scientific Reports, ISSN 2045-2322 (online) (15 de mayo de 2017)
Productos usados para esta aplicación
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