Diseño y desarrollo de una plataforma microfluídica de encapsulación para análisis genómico de células individuales

Abstract

Las tecnologías de secuenciación de próxima generación (NGS) permiten la determinación del genoma completo o del transcriptoma presente en una muestra biológica. Sin embargo, muchas muestras biológicas son heterogéneas. Los microbiomas, por ejemplo, están compuestos por diferentes especies microbianas, y el transcriptoma de las células dentro de un tejido puede ser diferente dependiendo del linaje celular. Por estas razones, existe un creciente interés en el desarrollo de métodos de secuenciación decelulas individuales. Para secuenciar el genoma de una sola célula, primero es necesario aislarla físicamente de las células de su entorno. Una solución para esto es a través de la dispersión de la muestra y la encapsulación de células individuales en pequeñas gotas creadas por microfluidos. El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar una plataforma de microfluidos que permita la encapsulación de decenas de células por segundo en pequeñas gotas de agarosa con un diámetro de alrededor de 100 μm. Para este propósito, desarrollamos un chip microfluídico en el que se forman gotitas en la intersección entre una solución acuosa y aceite de encapsulación. La agarosa se introduce en la fase acuosa junto con la suspensión celular. Al enfriarse, esta agarosa captura las células individuales. Diseñamos y fabricamos un sistema para mantener la agarosa caliente antes de alcanzar el chip y una platina de microscopio para sujetar el chip durante su observación. También se implementó un script en lenguaje de programación Python para calcular las densidades óptimas de las células en la muestra que se va a encapsular. Los resultados muestran que nuestro sistema encapsuló efectivamente las células, en las densidades previstas. Por lo tanto, este sistema es adecuado para realizar la encapsulación de suspensiones celulares para la secuenciación de una sola célula.