Avaliação da qualidade celular com o sistema de monitoramento de incubação CM20: melhorar a reprodutibilidade dos experimentos através da caracterização de células

Introdução

Em pesquisas onde são usadas células cultivadas, conseguir a reprodutibilidade dos experimentos é muitas vezes um desafio. Para superar esse problema, são propostas como contramedidas “traçados experimentais mais fortes” e “melhores estatísticas”.*1 Contudo, a aquisição dos dados quantitativos que é necessária para implementar tais medidas é uma sobrecarga para os pesquisadores. Nesta nota de aplicação, apresentamos uma abordagem para melhorar a reprodutibilidade dos experimentos através da aquisição de dados quantitativos em culturas usando o sistema CM20, diminuindo assim a responsabilidade de coletar dados colocada sobre os pesquisadores.

Problemas convencionais: dificuldade de obtenção de dados quantitativos na etapa de preparação de culturas

Geralmente, a avaliação da qualidade e o tempo efetivo da cultura de células, que é a etapa preliminar do experimento, são confiados à avaliação subjetiva do operador, o que contribui para uma variação considerável dos resultados entre operadores. Além disso, ao coletar dados quantitativos de células, é necessário selecionar uma parte da amostra e há uma falta de ferramentas práticas para medir de forma não destrutiva uma grande quantidade de dados.

Nossa solução: aquisição de dados quantitativos usando o sistema de monitoramento de incubação CM20

Uma vez que o sistema de monitoramento de incubação CM20 pode observar automaticamente a amostra celular em intervalos estáveis sem a remoção do recipiente, é possível adquirir dados quantitativos sem intervenção do pesquisador nem o risco de desestabilizar o ambiente da cultura de células. É também possível medir automaticamente o número de células a partir da imagem adquirida e calcular o tempo de duplicação, que é um indicador da capacidade de proliferação celular.

Fig. 1 O CM20 pode medir automaticamente dados quantitativos durante a passagem de células semeadas em uma placa de 6 poços

Experimento de verificação de reprodutibilidade melhorada: relação entre características das células durante a passagem usando CEVUHs e indução de diferenciação

A seguir, um exemplo do uso bem-sucedido dos dados quantitativos da passagem celular como uma avaliação da qualidade.

Fig. 2 Aquisição de imagens MSC e contagem de células com o CM20

Experimento de verificação de reprodutibilidade melhorada: relação entre características das células durante a passagem usando CEVUHs e indução de diferenciação

A seguir, um exemplo do uso bem-sucedido dos dados quantitativos da passagem celular como uma avaliação da qualidade. A morfologia das células e o tempo de duplicação foram analisados a partir de um grande número de imagens que foi adquirido durante a subcultura de células endoteliais da veia umbilical humana (CEVUHs). As nossas descobertas indicam que existe uma alta correlação entre o tempo de duplicação das CEVUHs durante a subcultura e o respectivo potencial angiogênico. Neste caso, foi demonstrado que é possível traçar experimentos com alta reprodutibilidade usando até a Passagem 8 (P8), que é o momento em que ocorrem alterações na capacidade de proliferação.

（Este resultado foi obtido usando o protótipo do sistema CM20. Consulte o artigo da Scientific Reports para obter detalhes sobre o experimento^*2)

Fig. 3 (a) Morfologia das células por número de passagem: registro de dados de imagem em cada passagem, (b) Relação entre o número da passagem e a taxa de crescimento: demonstra que a taxa de proliferação muda na P8, (c) Potencial angiogênico e número de passagem de CEVUH: demonstra angiogênese bem-sucedida na P7 e fraca angiogênese na P12

Depoimentos

Referências

*1) Monya Baker, “1,500 scientists lift the lid on reproducibility”, nature 533, 452–454 (26 de maio 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”, nature Scientific Reports ISSN 2045-2322 (online) (15 de maio de 2017)