Direct Kinase Assessment in weefselmonsters met geïntegreerde Microfluïdische en Imaging Platform

Published on November 2, 2010 at 4:08 AM

Ongepast groei en overleving signalering, wat leidt tot de afwijkende groei van kankercellen, is een drijvende kracht achter tumoren.

Veel van de huidige kanker onderzoek richt zich op de kinase-enzymen, waarvan mutaties verantwoordelijk zijn voor dergelijke ontregeling signalering, en vele succesvolle moleculair gerichte anti-kanker therapieën zijn gericht op het remmen van kinase-activiteit.

Nu hebben onderzoekers van UCLA de Crump Instituut voor Moleculaire Imaging, het Institute for Molecular Medicine, het California Institute nanosystemen, de Jonsson Comprehensive Cancer Center en de afdeling moleculaire en medische farmacologie ontwikkeld, een in-vitro-methode voor het beoordelen van kinase-activiteit in minuten weefselmonsters van patiënten. De methode bestaat uit een geïntegreerde microfluidics en imaging platform dat kinase enzymatische activiteit kan reproduceerbaar te meten van zo weinig 3.000 cellen.

In een paper gepubliceerd 1 november in het tijdschrift Cancer Research, het UCLA onderzoekers beschrijven een aantal nieuwe technologische ontwikkelingen in microfluidics en imaging detectie ze samen ontwikkeld om kinase-activiteit te meten in kleine-input monsters. Het team pasten hun microfluïdische kinase assay voor de menselijke leukemie patiënten monsters.

"Omdat het apparaat vereist slechts een zeer klein weefselmonster te geven resultaten is deze methode nieuwe mogelijkheden voor directe kinase experimenten en diagnostiek van de patiënt bloed, het beenmerg en de naald biopsie monsters creëert," aldus hoofdonderzoeker Thomas Graeber, een UCLA professor in de moleculaire en medische farmacologie. "Bijvoorbeeld, kan de stamcel eigenschappen van leukemie direct worden bestudeerd vanuit de patiënt monsters."

Voor een betere radio-signaal detectie, gebruikte het team een ​​nieuwe imaging detector, in de vorm van een solid-state beta camera, die gevoelig kunnen detecteren en ruimtelijk op te lossen radioactieve signaal rechtstreeks vanuit een microfluïdische chip. De beta-camera geeft een beeld van de activiteit op de chip, waardoor real-time monitoring van de test de prestaties en het resultaat. Het is zeer gevoelig en kwantitatief.

In hun eerste toepassing van het apparaat, het team gemeten de activiteit van de gemuteerde kinase die verantwoordelijk is voor chronische myeloïde leukemie. Deze mutatie is het doelwit van de klinisch succesvolle kinase remmer Gleevec.

"We zijn niet bewust van ander werk te tonen solid-state geïntegreerde radioactieve beeldvorming van een microfluïdisch platform", zegt mede-onderzoeker Arion Chatziioannou, een UCLA professor in de moleculaire en medische farmacologie.

De resulterende microfluïdische in vitro kinase radioassay verbetert reactie-efficiëntie, in vergelijking met standaard testen, en kan worden verwerkt in veel minder tijd. Deze grotere efficiëntie, in combinatie met de hoge gevoeligheid van de bèta-camera, vermindert de hoeveelheid van het monster cel inbreng met twee tot drie ordes van grootte, in vergelijking met conventionele en 96-well assays. De test omvat een kinase immunocapture stap om de specificiteit te verhogen naar de kinase van belang.

"Om de kinase assay om te werken in een microfluïdisch omgeving, moesten we nieuwe protocollen en reagentia voor het efficiënt manipuleren vaste drager kinase vastleggen met behulp van kralen microfluïdische trap-en-release kleppen ontwikkelen", zegt co-onderzoeker Hsian-Rong Tseng, een UCLA professor in de moleculaire en medische farmacologie.

"Integratie van de solid-state beta camera stelt onderzoekers in staat het toezicht op de test in real time, wat zijn nut bewezen tijdens onze protocol ontwikkelen en testen", zegt Cong Fang, de toonaangevende afgestudeerde student aan het project. "De geïntegreerde microfluïdische en imaging platform opent nieuwe mogelijkheden en maakt miniaturisatie van veel voorkomende radioactiviteit op basis van bioassays om de microfluïdische rijk mogelijk te maken."

"Met de integratie van de compacte camera, de microfluïdische formaat test het potentieel om te worden ontwikkeld tot goedkope bench-top, stand-alone units heeft", zei UCLA postdoc Nam Vu, die leiding gaf aan de beeldvorming ontwikkeling.

"Al met al de verminderde benodigde monster-ingang, de afgenomen test tijd, en de digitaal gestuurde reproduceerbaarheid van microfluïdische het team kinase radioassay direct experimenten faciliteert op klinische monsters die zijn of edelstenen of bederfelijke", zei UCLA postdoc Yanju Wang, die leiding gaf aan de het ontwerp van het netwerk van microfluïdische componenten die de test uit te voeren.

Toekomstige experimenten zullen ontwikkelen reproduceerbaar bemonstering en meting van de voorwaarden voor de primaire patiënten monsters.

Andere toepassingen kunnen zijn profilering van de patiënt en diermodel monsters voor hun kinase-inhibitor drug gevoeligheid, of meting van kinase-activiteit van stamcellen, kanker stamcellen en andere zeldzame immuuncellen.

Bron: http://www.newsroom.ucla.edu/

Last Update: 3. October 2011 08:40

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit