La evolución de la citometría de flujo: exploración de avances en la investigación y el descubrimiento de fármacos

Esta publicación de blog fue escrita por KCAS Bio, una organización de investigación por contrato (CRO) bioanalítica y de biomarcadores de servicio completo, que ayuda a científicos innovadores e inversores a avanzar en investigaciones urgentes todos los días. Sus servicios están disponibles en el mercado Scientist.com.

La citometría de flujo permite a los investigadores examinar células individuales en función de múltiples parámetros simultáneamente. Esta flexibilidad permite identificar diferentes tipos de células dentro de una muestra heterogénea. Por tanto, la citometría de flujo se ha convertido en una herramienta invaluable para estudiar el sistema inmunológico, caracterizar poblaciones celulares e investigar diversas enfermedades a nivel celular. Esta técnica es ampliamente utilizada en oncología, hematología y microbiología.

Con aplicaciones en diversos campos, la citometría de flujo se ha establecido como una herramienta importante para comprender las terapias actualmente en desarrollo. Sin embargo, también desempeña un papel fundamental en la comprensión de los complejos mecanismos de acción (MOA) de las generaciones futuras de fármacos. La comprensión por parte de la comunidad farmacéutica del poder de la citometría de flujo impulsó la proliferación de su uso. Las empresas farmacéuticas y sus inversores exigen, con razón, datos concretos a la hora de tomar decisiones críticas. La citometría de flujo proporciona un espacio único para interrogatorios en profundidad.

Al aprovechar importantes avances en tecnología, los investigadores de KCAS Bio respaldan esta necesidad y profundizan en el papel fundamental del sistema inmunológico en el desarrollo de fármacos. Únase a nosotros en esta publicación mientras consideramos la evolución de la citometría de flujo y cómo la citometría de flujo puede transformar su investigación.

Citometría de flujo: una herramienta analítica multipropósito

La citometría de flujo ha sido una herramienta invaluable para el avance científico en inmunología, oncología, investigación con células madre, enfermedades infecciosas, vacunación y desarrollo de fármacos. Como técnica versátil y poderosa, puede usarse de varias maneras y adaptarse para satisfacer sus necesidades de investigación. Las aplicaciones incluyen una evaluación precisa de los perfiles inmunológicos celulares, el ciclo celular, la apoptosis o respuestas funcionales como la producción de citocinas, la fosforilación, la fagocitosis y más. Es importante destacar que cada enfoque genera datos a nivel de una sola célula y permite la investigación de la respuesta celular.

Impulsada por la necesidad de un conocimiento más profundo, esta tecnología ha evolucionado constantemente. Desde la caracterización temprana basada en la morfología celular hasta los citómetros de flujo convencionales y la tecnología espectral innovadora, continúa evolucionando de maneras interesantes.

¿Qué es la citometría de flujo convencional?

Los equipos y técnicas de citometría de flujo convencionales tienen una larga historia de proporcionar datos confiables y reproducibles desde la investigación básica hasta la evaluación de muestras clínicas. Los primeros citómetros, que datan de mediados del siglo XX, permitían el análisis de células distinguiendo poblaciones según el tamaño granular y la complejidad. En las décadas siguientes, la tecnología evolucionó para incluir mediciones más complejas. Esto se logró con el uso de láseres, la ampliación de la disponibilidad de fluorocromo y el reconocimiento de los esfuerzos de marketing que llevaron a avances tecnológicos. Todos estos esfuerzos llevaron a los citómetros convencionales actuales que distinguen más de 20 parámetros únicos en una sola célula.

Entonces, ¿cómo funcionan los citómetros convencionales? El método comienza con la preparación de la muestra en una suspensión unicelular, seguida de la tinción con anticuerpos conjugados con fluorocromo dirigidos contra antígenos específicos. Durante la adquisición, las células se mueven desde el citómetro a través de un sistema fluídico y pasan por láseres que excitan los anticuerpos marcados con fluorocromo unidos a las células. La luz emitida es filtrada, separada y capturada por detectores para permitir la medición simultánea de múltiples parámetros.

Después de la adquisición de la muestra, los datos se analizan utilizando un software que permite a los investigadores refinar e identificar poblaciones específicas de células en función de sus características. Las señales fluorescentes se muestran en histogramas o diagramas de puntos, que representan la distribución de la intensidad de la fluorescencia en la población celular. Se puede extraer información cuantitativa, como el porcentaje de células que expresan un marcador particular o la intensidad media de fluorescencia, que proporciona información valiosa sobre el perfil y la respuesta celular.

La familiaridad, la eficiencia y la velocidad de la citometría de flujo convencional son ventajosas, lo que la hace ideal para aplicaciones específicas y evaluación de parámetros de rutina.

Flujo espectral: comprensión de las ventajas

Como aplicación emergente y en crecimiento, el flujo espectral ofrece capacidades más allá de lo que es posible con el flujo convencional. Sus capacidades únicas la convierten en una herramienta poderosa para los investigadores que buscan extraer más información de cada muestra y ampliar los límites del descubrimiento.

Partiendo de la base central de la citometría de flujo convencional, el flujo espectral utiliza citómetros especializados que pueden detectar 40 o más antígenos por célula. La detección de una gran cantidad de antígenos por célula es posible gracias a múltiples prismas y detectores, que dividen la luz del fluorocromo y permiten capturar todo el espectro de luz emitida. Como resultado, se pueden distinguir fácilmente más fluorocromos; por lo tanto, se puede utilizar más por celda. Todo esto conduce a análisis de mayor dimensión y más ricos en datos.

De hecho, en este análisis de altos parámetros, la cantidad relativa de datos para cada muestra aumenta no linealmente sino exponencialmente. Por lo tanto, el análisis y la gestión de datos son multifacéticos e implican un procesamiento previo cuidadoso, un almacenamiento de datos adecuado y técnicas de análisis sofisticadas. El análisis de datos de expertos requiere un conocimiento sólido de la citometría de flujo y una comprensión sólida de la biología específica del tema. En resumen, es un proceso dinámico y a menudo colaborativo que requiere experiencia técnica y biológica.

Ventajas del flujo espectral

Aprovechar el poder del análisis de espectro completo significa realizar experimentos altamente multiplexados y obtener una comprensión más matizada de las poblaciones celulares. Sin embargo, los beneficios del flujo espectral se extienden más allá de las capacidades de multiplexación.

Flexibilidad en el diseño de paneles: La citometría de flujo espectral está menos limitada por la superposición espectral, lo que da como resultado una mayor flexibilidad en el diseño del panel. Esta flexibilidad permite la inclusión de marcadores adicionales sin las limitaciones impuestas por la citometría de flujo convencional.

En KCAS Bio, nuestros expertos aprovechan esta ventaja preparando paneles de lomo personalizables. Al maximizar los canales disponibles, se puede construir un panel central para el marcador central y los canales críticos se pueden dejar abiertos para la personalización impulsada por el cliente. Dentro de un panel, puede haber amplias aplicaciones de investigación; Este enfoque maximiza la eficiencia tanto en tiempo como en presupuesto para nuestros patrocinadores.

Resolución y sensibilidad mejoradas: La citometría de flujo espectral ofrece una resolución mejorada, lo que permite una mejor discriminación entre fluorocromos estrechamente espaciados. Esto puede resultar especialmente beneficioso cuando se trabaja con marcadores de baja expresión o poblaciones con diferencias sutiles. La sensibilidad mejorada de la citometría de flujo espectral la hace muy adecuada para la detección de eventos raros.

Problemas de compensación reducida: La citometría de flujo tradicional a menudo requiere compensación por la superposición espectral y puede complicar el proceso de análisis. Debido a que la citometría de flujo espectral utiliza todo el espectro de emisión para cada fluorocromo, se minimiza la necesidad de compensación. En el flujo espectral, se utilizan controles de referencia para la desmezcla espectral para separar espectros de fluorescencia superpuestos y discriminar señales de fluorescencia individuales.

Extracción por autofluorescencia: La estructura celular o los componentes metabólicos pueden tener autofluorescencia que interfiere con la detección de las señales apropiadas de los fluorocromos unidos a anticuerpos. Esto es particularmente impactante cuando se detecta un antígeno de baja expresión o se utilizan fluorocromos tenues. En la citometría de flujo convencional, esto puede resultar difícil de corregir. Sin embargo, en la citometría de flujo espectral, la autofluorescencia de las células no teñidas se incluye en ausencia de desmezcla espectral y se puede reducir adecuadamente.

En KCAS Bio, hemos utilizado este beneficio para mejorar la resolución de datos en estudios que requieren una matriz de muestra o un tipo de célula objetivo que se sabe que tiene una alta autofluorescencia. Cuando la compensación puede ser un desafío con el flujo convencional, la citometría de flujo espectral proporciona una solución ventajosa.

Asociación y colaboración

La citometría de flujo no es sólo una técnica; se ve más exactamente como una comunidad en crecimiento. Cuando todo funciona como debería, se desarrolla una relación simbiótica entre las empresas farmacéuticas y las organizaciones de investigación por contrato (CRO) como KCAS Bio. Adoptar un enfoque colaborativo mejora intencionalmente la solidez y reproducibilidad de las aplicaciones de citometría de flujo.

Nuestras asociaciones van más allá del tiempo de reunión; la alianza implica comunicación, estandarización y mejora continua que benefician a ambos actores. A lo largo de su historia, KCAS Bio ha enfatizado constantemente el valor de las interacciones dentro de esta comunidad. Tanto las caras nuevas como los clientes que regresan contribuyen a un entorno de aprendizaje colaborativo. El intercambio continuo de comentarios y la validación de que los datos de KCAS Bio ayudan en el desarrollo terapéutico subraya el objetivo compartido de hacer avanzar la ciencia.

Una historia de innovación que habla por sí sola

KCAS Bio tiene una larga presencia en el campo de la citometría de flujo. Es un claro testimonio del compromiso continuo de KCAS Bio con el avance de la ciencia subyacente a la citometría de flujo. Con más de 11 años en Filadelfia y 40 años en el área de Kansas City, KCAS Bio ha participado activamente en la evolución de esta técnica y se mantiene a la vanguardia con instrumentación avanzada. Además, KCAS Bio continúa expandiendo su alcance global y ha seleccionado a Crux Biolabs (Melbourne, Australia) como su socio para proporcionar citometría de flujo espectral armonizada en EE. UU., Europa y Australia. Esta alianza permite a KCAS Bio continuar satisfaciendo la demanda de los clientes y acelerar procesos armonizados para respaldar capacidades avanzadas de citometría de flujo utilizando los citómetros de flujo Cytek Aurora. KCAS Bio invita a investigadores, empresas farmacéuticas y profesionales de la industria a explorar las posibilidades de esta técnica transformadora.

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