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Posted in | Nanomedicine | Nanofluidics

Aislantes Medusa-Inspirados del Dispositivo de Microfluidic Que Circulan las Células del Tumor

Published on November 14, 2012 at 7:23 AM

Las células del Tumor que circulan en la circulación sanguínea de un paciente pueden rendir mucha información sobre cómo un tumor está respondiendo al tratamiento y qué drogas pudieron ser más efectivas contra él. Pero primero, estas células raras tienen que ser capturadas y ser aisladas de las muchas otras células encontradas en una muestra de sangre.

Las Células que viajan a través de un dispositivo microfluidic se pueden atrapar por los hilos de la DNA (verde). Imagen: Suman Bose y Chong Shen

Muchos científicos ahora están trabajando en los dispositivos microfluidic que pueden aislar las células de circulación del tumor (CTCs), pero la mayor parte de éstos tienen dos limitaciones importantes: Dura demasiado para tramitar una cantidad suficiente de sangre, y no hay buena manera de extraer a las células cancerosas para el análisis después de su captura.

Un nuevo dispositivo de investigadores en el MIT y Brigham y el Hospital de las Mujeres supera esos obstáculos. Inspirado por los tentáculos de una medusa, las personas recubrieron un canal microfluidic con los hilos largos de la DNA que asen las proteínas específicas encontradas en las superficies de las células de la leucemia mientras que fluyen cerca. Usando esta estrategia, los investigadores lograron los flujos 10 dispositivos más arriba que existentes de las épocas - ayune bastante para hacer los sistemas prácticos para el uso clínico.

Usando esta tecnología, descrita en la aplicación de esta semana los Procedimientos de la National Academy Of Sciences, Los doctores podrían vigilar a enfermos de cáncer para determinar si su tratamiento está trabajando.

“Si usted tuviera una prueba rápida que podría informarle que si hay más o menos de estas células en un cierto plazo, ése ayudaría a vigilar la progresión de la terapia y progresión de la enfermedad,” dice a Jeff Karp, profesor adjunto del remedio en la Facultad de Medicina de Harvard y codirector del Centro para la Terapéutica Regeneradora en Brigham y el Hospital de las Mujeres en Boston.

Este tipo de dispositivo podía también activar tratamientos personalizados: Una Vez Que las células se aíslan de un paciente, los doctores podrían probar diversas drogas en ellas para determinar cuáles son los más efectivos.

La nueva tecnología creció fuera de una colaboración entre el laboratorio de Karp y el de Rohit Karnik, profesor adjunto de la ingeniería industrial en el MIT. Los Autores importantes del papel son Weian Zhao, un postdoc anterior en el laboratorio de Karp y ahora profesor adjunto en la Universidad de California en Irvine; Cheryl Cui, estudiante de tercer ciclo en la División Harvard-MIT de Ciencias y de Tecnología de la Salud; y Suman Bose, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Karnik.

Tentáculos del ` de la DNA'

El número de CTCs encontró en un mililitro de la sangre de un paciente determinado puede colocar apenas de algunos a varios miles. Para aislar esas células raras, los investigadores han intentado construir los canales microfluidic punteados con los anticuerpos específicos a una proteína encontrada en las células de meta. Sin Embargo, porque los anticuerpos amplían solamente diez de nanómetros de la parte inferior del canal, la captura de células por los anticuerpos es lenta.

Para prolongar el alcance de las moléculas de la captura, las personas de Karp y de Karnik imitaron los tentáculos de medusas, creando hilos largos de relanzar series de la DNA. Esas series, conocidas como aptamers, apuntan una proteína encontrada en grandes números en las células de la leucemia.

Los hilos de la DNA se asocian a un microcanal con un modelo de la raspa de arenque en su suelo. Esas cumbreras modeladas hacen la sangre remolinar como atraviesa el canal, mejorando las ocasiones que las células individuales entrarán en el contacto con los tentáculos, que extienden centenares de micrones en el canal. Esto permite que los investigadores aumenten el índice de flujo de sangre.

“Qué suceso a los altos flujos es las células no vienen Normalmente realmente cerca de la superficie, y es muy desafiadora capturar las células de meta,” Karnik dice. “Solamente esta combinación de estas ranuras de la raspa de arenque para mezclar la solución y para traer las células en contacto con las superficies, más tener aptamers que estén adhiriendo fuera en la solución, activa tipos muy altos de la captura a los flujos muy altos.”

Los flujos en el nuevo dispositivo son 10 veces más arriba que ésos señalados para los dispositivos anteriores, y el sistema puede capturar el 60 a 80 por ciento de las células de meta. En el modelo actual, que mide 1 centímetro cuadrado, el flujo es 1 mililitro por hora. Haciendo el dispositivo más grande, los investigadores dicen que podrían reforzar el flujo a 100 mililitros de sangre por hora - ayune bastante para tramitar rápidamente los 10 - a las muestras de 20 mililitros que serían necesarias conseguir una cuenta exacta del ADAPTADOR DE CANAL A CANAL de un paciente individual.

Porque los “tentáculos” se hacen de la DNA, pueden ser hendidos fácilmente con las enzimas, liberando las células capturadas para el análisis adicional.

Peter Kuhn, profesor adjunto de la biología celular en el Instituto de Investigación de Scripps, dice que esta tecnología es una opción interesante a las aproximaciones existentes para capturar las células raras, agregando que la prueba adicional es necesaria validar la utilidad de la tecnología.

“Este campo necesita muchas diversas avenidas para que la identificación de la raro-célula sea explorada,” Kuhn dice. “Estas tecnologías pueden proporcionar a los enablers dominantes para estudiar enfermedad en seres humanos.”

Como Mínimo invasor

Los Dispositivos que capturan CTCs podrían ofrecer una mejor opción a muestrear médula en la determinación de si el tratamiento contra el cáncer está trabajando en un paciente de la leucemia.

“Si uno podría mejorar la sensibilidad de la detección en sangre, después esta aproximación puede activar una transición de aislar tuétano a aislar la sangre, que es mucho menos invasor y usted puede hacerlo más a menudo. Podría cambiar el paradigma para cómo se detecta la enfermedad residual,” Karp dice.

“La belleza de esta tecnología es su flexibilidad,” Zhao dice. “Usted puede modificar fácilmente la longitud y la densidad de los encadenamientos de la DNA; usted puede incluir diversas series en la DNA para capturar diversos tipos de células.”

Esta característica le hace una tecnología de la plataforma que se pueda aplicar ampliamente en clínica y los laboratorios de investigación. Por ejemplo, otra aplicación posible está capturando las células fetales, que son muy raras en una circulación sanguínea de la mujer embarazada. Analizar estas células podría ayudar a doctores a realizar las pruebas diagnósticas prenatales para un rango de enfermedades usando una aproximación que es lejos menos invasor que amniocentesis.

Los investigadores ahora están trabajando en la adaptación de los hilos de la DNA para apuntar otras moléculas, tales como receptores encontrados en las superficies de las células desalojadas de tumores sólidos.

Fuente: http://www.mit.edu/

Last Update: 14. November 2012 08:53

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