Новый чип может упростить и ускорить лечение метастатической онкологии

Прочитано: 65 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Исследователи из Технологического института Джорджии нашли метод обнаружения, который может революционизировать лечение рака, показывая, как рак метастазирует и на какой стадии он находится.

Рак распространяется через циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК), которые с кровью попадают в другие органы, и их практически невозможно отследить. Теперь исследователи из Технологического института Джорджии нашли метод обнаружения, который может произвести революцию в лечении рака . , показывая, как рак метастазирует и на какой стадии он находится. Это может привести к более раннему и более целенаправленному лечению, начиная с простого анализа крови.

Когда опухоль начинает метастазировать, она выделяет свои клетки в кровь. Отдельная клетка часто не выживает в кровотоке сама по себе, но скопления клеток гораздо более устойчивы и могут перемещаться в другие органы, эффективно подталкивая рак к метастатическому состоянию.

ЦОК оказалось трудно изучать, не говоря уже о лечении. Кровь содержит миллиарды клеток на миллилитр, и лишь горстка этих клеток может быть ЦОК у пациента с метастатическим раком. Такая интенсивная фильтрация была недоступна при использовании обычных лабораторных методов. Наиболее традиционная фильтрация слишком агрессивна и разбивает кластер на отдельные ячейки и лишает возможности изучать эффект кластера . .

«Это то, что заинтересовало таких инженеров, как я, потому что мы действительно хороши в создании датчиков или небольших устройств, которые действительно выполняют чувствительный анализ», — сказал доцент Школы электротехники и вычислительной техники Фатих Сариоглу. «Мы начали разрабатывать технологии для захвата этих драгоценных клеток, чтобы помочь лучше справляться с раком».

Сариоглу представил исследование «Высокопроизводительная изоляция циркулирующих опухолевых клеточных кластеров в сетчатых микролунках», недавно опубликованное в журнале Nature Communications.

Создание чипа Cluster-Well

Лаборатория Сариоглу изобрела новый тип чипов под названием Cluster-Well, сочетающий точность микрожидкостных чипов с эффективностью мембранной фильтрации для обнаружения кластеров ЦКО. Микрожидкостные чипы с микрожидкостными элементами могут точно определить местонахождение каждой клетки в образце крови и определить, является ли она злокачественной.

«Микрожидкостные чипы дают вам как дизайнеру больше возможностей для того, чтобы задать любой вопрос, который вы хотите задать этим клеткам», — сказал Сариоглу. «Это повышает точность и чувствительность, а это то, что вам нужно для такого приложения, потому что вы хотите найти эту единственную клетку из множества клеток крови».

Чтобы быстро обработать клинически значимый объем крови, исследователи использовали мембранную фильтрацию, чтобы сделать работу чипа более масштабируемой. По сути, чип выглядит как стандартный мембранный фильтр, но под электронным микроскопом микрожидкостный чип показывает свою тонкую структуру, используемую для захвата кластеров и пропускания других клеток крови.

Практичность была так же важна для исследователей, как и функциональность. Хотя чип изначально изготовлен из кремния, как и центральный процессор в компьютере, позже он переносится на полимеры, чтобы сделать его доступным, недорогим и одноразовым, сохраняя при этом свою тонкость и точность.

«Мы действительно создали только те ловушки, которые нам нужны для распознавания кластеров с помощью микрофлюидного чипа, а остальное — это просто стандартный держатель фильтра», — сказал Сариоглу. «По сравнению с обычным микрожидкостным чипом вы получите гораздо более практичный анализ с улучшением производительности на несколько порядков и более высокой чувствительностью».

Анализ кластеров опухолевых клеток пациента

Исследователи использовали чип для скрининга образцов крови пациентов с раком яичников или простаты в рамках партнерства с больницами Эмори и Нортсайд. Они выделили кластеры ЦОК от двух до 100 и более клеток у пациентов с раком предстательной железы и яичников. и использовали секвенирование РНК для анализа подмножества.

Уникальная конструкция чипа означает, что кластеры ЦОК отфильтровываются в микролунках, и позже к ним можно получить доступ для дальнейшего анализа. Даже один CTC может содержать значительный объем данных о пациенте и его конкретном раке, что может иметь решающее значение для лечения заболевания. Например, исследователи обнаружили сотни ЦОК в скоплениях в крови больных раком яичников, некоторые из которых еще живы, что может быть следствием распространения болезни.

Кроме того, путем секвенирования РНК в кластерах ЦОК предстательной железы, выделенных чипом, исследователи идентифицировали специфические гены , экспрессируемые этими метастазирующими клетками . . Важно отметить, что было показано, что кластеры ЦОК от разных пациентов экспрессируют разные гены, которые потенциально могут быть использованы для разработки персонализированных целевых методов лечения. Сариоглу считает, что Cluster-Wells является рутинной частью процесса лечения, позволяющей определить, на какой стадии находится рак, по простому забору крови.

«Найти эти скопления было очень трудно», — сказал Сариоглу. «Но это технология, которая позволяет получить доступ к этим драгоценным кластерам циркулирующих опухолевых клеток практически при любом раке с точностью и практичностью, которые раньше были невозможны».

Новый чип может упростить и ускорить лечение метастатической онкологии



Новости партнеров