新芯片可能导致针对性和早期治疗转移性癌症

癌症扩散通过循环肿瘤细胞(ctc)在血液中流动到其他器官,他们几乎是不可能的。现在,乔治亚理工学院的研究人员已经发现了一种检测方法,可以通过展示改变癌症治疗癌症转移以及舞台上他们是什么。这可能导致更早和更有针对性的治疗,开始用一个简单的血液测试。

当肿瘤转移的开始,它棚屋细胞进入血液。单个细胞一般不自己生存的血液,但集群的细胞更健壮和可以旅行到其他器官,有效推动癌症转移状态。

ctc研究已经证明困难,更不用说治疗。每毫升血液含有数十亿的细胞,这些细胞只有少数会ctc转移性癌症患者。这种强烈的过滤无法使用传统的实验室方法。大多数传统过滤太咄咄逼人,将集群后分解成单个细胞,破坏研究集群的影响的能力。

“这就是有像我这样的工程师感兴趣,因为我们很擅长制造传感器,或小的设备做敏感分析,”说电气和计算机工程学院副教授Fatih Sarioglu。“我们开始开发技术来捕捉这些珍贵的细胞来帮助管理癌症更好。”

Sarioglu提出研究”循环肿瘤细胞的高通量、Label-free隔离在网状Microwells集群”,最近发表在自然有限公司mmunications。

创建Cluster-Well

Sarioglu的实验室发明了一种新型的芯片叫做Cluster-Well,结合微流控芯片的精度与膜过滤的效率发现CTC集群。使用微米大小的特性,微流控芯片可以精确定位每一个细胞的血液样本,并确定它的癌变。

“微流控芯片给你更多的控制作为一个设计师来问任何问题你想问那些细胞,”Sarioglu说。“它增加了精度和灵敏度,这就是你需要这样的应用程序,因为你想发现单个细胞的血细胞。”

快速处理临床相关的血液量,研究人员依靠膜过滤,使芯片操作更具有可伸缩性。实际上,芯片看起来像一个标准的膜过滤器,但在微流控芯片电子显微镜下显示其精细结构用于捕获集群而让其他血细胞通过。

实用性是研究者功能一样重要。虽然最初芯片是用硅制作的就像一个中央处理单元在一个电脑,它是后来转移到聚合物可访问的,负担得起的,和一次性,同时仍保留其美味和精度。

“我们真的只创建了陷阱,我们需要认识到集群与微流控芯片,剩下的只是一个标准滤光片夹,“Sarioglu说。“与传统的微流控芯片相比,你会得到一个更实用的测定数量级提高吞吐量和更高的灵敏度。”

分析病人肿瘤细胞集群

研究人员使用芯片筛选卵巢或前列腺癌患者的血样与埃默里和该医院合作。他们孤立CTC集群从两到100或更多细胞前列腺癌和卵巢癌病人和使用RNA序列分析的一个子集。

芯片的独特设计意味着CTC集群microwells过滤,之后可以进行进一步分析。甚至一个CTC可以包含大量的数据对病人和他们的特定的癌症,可以管理疾病的关键。例如,研究人员指出数以百计的ctc在卵巢癌患者的血液集群中,有些还活着,这一发现可能是重要的疾病的传播。

同时,通过测序RNA在前列腺CTC集群孤立的芯片,研究人员发现特定的基因表达的这些转移的细胞。重要的是,CTC集群不同患者表达不同的基因,这可能利用开发个性化,靶向治疗。Sarioglu设想丛式井作为常规治疗过程的一部分来确定哪个阶段的癌症是一个简单的抽血。

“找到这些集群非常难以捉摸,”Sarioglu说。“但这是一种技术,允许这些珍贵的循环肿瘤细胞集群几乎在任何癌症访问精度和实用性,这在以前是没有的。”

参考:博雅M, Ozkaya-Ahmadov T,情郎,等。高吞吐量,label-free隔离的循环肿瘤细胞在网状microwells集群。Nat Commun。2022;13 (1):3385。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 31009 - 9

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