A Promising Method for the Determination of Cell Viability: The Membrane Potential Cell Viability Assay

Abstract

Determining the viability of cells is fraught with many uncertainties. It is often difficult to determine whether a cell is still alive, approaching the point of no return, or dead. Today, there are many methods for determining cell viability. Most rely on an indirect determination of cell death (metabolism, molecular transport, and leakage, to name a few). In contrast, we have developed a promising novel method for a “direct” determination of cell viability. The potential method assesses cell membrane integrity (which is essential for all viable cells) by measuring the electrical potential of the cell membrane. To test the assay, we chose two different cell types, blood macrophages (TLT) and breast cancer epithelial cells (MCF 7). We exposed them to seven different toxic scenarios (arsenic (V), UV light, hydrogen peroxide, nutrient starvation, Tetrabromobisphenol A, fatty acids, and 5-fluorouracil) to induce different cell death pathways. Under controlled test conditions, the assay showed good accuracy when comparing the toxicity assessment with well-established methods. Moreover, the method showed compatibility with live cell imaging. Although we know that further studies are needed to confirm the performance of the assay in other situations, the results obtained are promising for their wider application in the future.

Finding a Direct method for a Dynamic process: the DD (Direct and Dynamic) Cell-Tox method

“…The protocol of the DD-Cell-Tox method is the same as the protocol described in Appendix A.3. in the manuscript "A Promising Method for the Determination of Cell Viability: The Membrane Potential Cell Viability Assay" [40] (Figure 3a-b). As described in this manuscript, the cells with FV intensity outside the "viable FV intensity range" (term described in the manuscript) were categorised as dead.…”

“…In contrast, the cells with FV intensity within the "viable FV intensity range" were categorised as viable cells. However, in the DD-Cell-Tox method, we count the number of dividing cells: The cells that were temporally depolarized and had a higher DNA content (2n) were categorised as duplicating cells [41]. By doing so, we were able to observe and predict the cell number in the following days by calculating the cell number at the time of the experiment, counting the dividing cells and subtracting the dead cells at the time of measurement.…”

Tendências Biotecnológicas Sustentáveis para Fins de Saúde Única

“…A bioprospecção de metabólitos secundários com potencial terapêutico requer uma triagem inicial que inclui a avaliação da citotoxicidade, essencial para identificar moléculas bioativas (Kulagina et al, 2021;Rahmat & Kang, 2020;Upreti et al, 2022). Esse processo permite identificar compostos que podem afetar negativamente a viabilidade e a integridade celular, fornecendo informações fundamentais sobre a segurança e a eficácia de candidatos a novos produtos farmacêuticos (Madorran et al, 2022;Tabana et al, 2023). Para esse tipo de avaliação, são utilizados os testes de citotoxicidade, os quais são procedimentos laboratoriais delineados para determinar a capacidade de uma substância em afetar a sobrevivência e/ou a função celular (Garcia-Hernando et al, 2020;Li et al, 2015).…”

“…Para esse tipo de avaliação, são utilizados os testes de citotoxicidade, os quais são procedimentos laboratoriais delineados para determinar a capacidade de uma substância em afetar a sobrevivência e/ou a função celular (Garcia-Hernando et al, 2020;Li et al, 2015). Esses ensaios são conduzidos em diversas linhagens celulares e podem envolver uma variedade de parâmetros, como viabilidade, proliferação, apoptose e genotoxicidade (Banfalvi, 2017;Luan & Honma, 2022;Madorran et al, 2022).…”

Bioprospecção de metabólitos de leveduras para fins biotecnológicos aplicados à saúde

“…A bioprospecção de metabólitos secundários com potencial terapêutico requer uma triagem inicial que inclui a avaliação da citotoxicidade, essencial para identificar moléculas bioativas (Kulagina et al, 2021;Rahmat & Kang, 2020;Upreti et al, 2022). Esse processo permite identificar compostos que podem afetar negativamente a viabilidade e a integridade celular, fornecendo informações fundamentais sobre a segurança e a eficácia de candidatos a novos produtos farmacêuticos (Madorran et al, 2022;Tabana et al, 2023). Para esse tipo de avaliação, são utilizados os testes de citotoxicidade, os quais são procedimentos laboratoriais delineados para determinar a capacidade de uma substância em afetar a sobrevivência e/ou a função celular (Garcia-Hernando et al, 2020;Li et al, 2015).…”