"Magnetic nanoparticle–mediated massively parallel mechanical modulation of single-cell behavior". P. Tseng, J. W. Judy, D. Di Carlo. NATURE METHODS. In press. DOI: 10.1038/nmeth.2210
We report a technique for generating controllable, time-varying and
localizable forces on arrays of cells in a massively parallel fashion.
To achieve this, we grow magnetic nanoparticle–dosed cells in defined
patterns on micromagnetic substrates. By manipulating and coalescing
nanoparticles within cells, we apply localized nanoparticle-mediated
forces approaching cellular yield tensions on the cortex of HeLa cells.
We observed highly coordinated responses in cellular behavior, including
the p21-activated kinase–dependent generation of active, leading
edge–type filopodia and biasing of the metaphase plate during mitosis.
The large sample size and rapid sample generation inherent to this
approach allow the analysis of cells at an unprecedented rate: in a
single experiment, potentially tens of thousands of cells can be
stimulated for high statistical accuracy in measurements. This technique
shows promise as a tool for both cell analysis and control.
Se reporta una técnica que permite generar fuerzas masivas y paralelas en arreglos de células, de modo controlado, variable en el tiempo, y localizado. Para lograrlo se crecieron células dosificadas con nanopartículas magnéticas en arreglos definidos sobre sustratos micromagnéticos. Por medio de la manipulación y la coalescencia de nanopartículas en las células, se aplicaron fuerzas localizadas a través de las nanopartículas, logrando tensiones celulares sobre la corteza de células HeLa. Se observaron respuestas altamente coordinadas en el comportamiento celular, que incluyen la generación dependiente de quinasa, activada con p21, de filópodos tipo borde activos, y la tendencia de la metafase plana durante la mitosis. El tamaño grande de la muestra y la rápida generación de la muestra, inherentes a esta estrategia, permite el análisis de células con una rapidez sin precedentes: en un experimento, solamente, se pueden estimular potencialmente decenas de miles de células, lo que permiten mediciones de alta precisión estadística. Esta téncica ofrece es una herramienta prometedora para el análisis y el control celular.
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